JPS62111933A - Bone gestalt forming agent - Google Patents

Bone gestalt forming agent

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Publication number
JPS62111933A
JPS62111933A JP61186104A JP18610486A JPS62111933A JP S62111933 A JPS62111933 A JP S62111933A JP 61186104 A JP61186104 A JP 61186104A JP 18610486 A JP18610486 A JP 18610486A JP S62111933 A JPS62111933 A JP S62111933A
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JP
Japan
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bmp
peptide
bone morphogenetic
amino acid
bone
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Pending
Application number
JP61186104A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
マーシヤル アール.ユリスト
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University of California
Original Assignee
University of California
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Filing date
Publication date
Application filed by University of California filed Critical University of California
Publication of JPS62111933A publication Critical patent/JPS62111933A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/475Growth factors; Growth regulators
    • C07K14/51Bone morphogenetic factor; Osteogenins; Osteogenic factor; Bone-inducing factor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S530/00Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
    • Y10S530/827Proteins from mammals or birds
    • Y10S530/84Bones; tendons; teeth; cartilage

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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

W」μ]1 本発明は、骨の組織の発生及び成長、又は成長を惹き起
4ペプチドである骨形態発生剤に関づるものCある。さ
らに詳しくは、本発明は、少くとb骨充生性タンパクの
骨誘導活性部分と免疫反応性領域を含む、骨形態発生ペ
プチド類、天然、合成、もしくは組み換えpNA起原を
はじめとす゛る、いずれの1原からにUよ、得られるす
べての該ペプチド作用物質、ぞれらの生産、単離とアミ
ノ酸配列及び使用に関するbのである。 fLI’ll阜イ1−更 柔らかい組織に移殖した場合、無機物を除いた骨の入(
質は新しい骨の形成を惹起することが、出願者に1つ′
C11ll−明された。新鮮な切出した骨を冷たい希塩
酸で48時間処理して、脳、皮下筋肉組織、骨欠損部位
に移殖すると、胎児期後の間葉型の脈管周囲の結合組織
における細胞の軟骨と骨への分化を誘導する。(llr
ist、 H,R1,5cience 。 150:893−899.1965>この過程は、−・
般的に、基質によって誘起された骨の発生と称されてい
る。さらに、誘導物質の本体が発見され抽出された。そ
れは骨形態発生タンパク(BMP)と名付1ノられた物
質である。米国特許No、 4.294.753、米国
特許No、4.455,256及び19834f8月1
6日に提出した、出願受付は中の出願一連番号り23,
606号を参照のこと。また、1lrist、 H,R
,、et al、  Proc、 Soc。 (−\1」悲j工J焦〔ユ173:194−199.1
983と1lrist、 H,R,、et al、、 
Proc、 Natl。 −〇 − Acad、Sci、(LJSA)81  :37 1 
− 375. 1984の文献も参照けよ。これらの、
特許、出願、参考文献を参照ににって本出願中に絹み入
れる。 BMPは、組織の細胞を、骨を製造する細胞である骨芽
細胞に変えると考えられCいる。仮説的に、この過程は
、表現型変換とじで分類され、BMPはバラクリン分子
と考えられる。癌原物質による悪性変換から区別される
ように、表現型変換は自己限定的な宿4−によつ−U 
1lilJ mされた発生過程である。正常なヒト胎児
の発生を繰返す過程を通じて、BMPは骨IHI胞を誘
導し、軟骨を形成し、数ケ月を経て、しつかりした骨に
発達する。 医各によるB M P移殖の使用により、伝統的な11
つぎ手術より大きくすぐれた利点が提供される。 13 M Pが、現在及びこれから使用される[]録の
41かには、身体の殆ど全部位が含まれる。病気または
事故ににつで破壊された骨を1Ill!り台えるのに使
用するため、側弯症の犠牲者の治療に使用するため、奇
型又出来そこなった骨を治療づるのに使用するため、骨
折の両端を直すのに使用するとか、そういった類eある
。 現在のところ、B M F)の単離の過稈番、1比較的
時間が長くかかり、費用も高い。in vivoで骨の
形成を誘導するのに、■単位のB M Pの投与が必要
であるが、ホルモンやビタミンそして代謝物は、マイク
[1グラム乃〒ピコグラムの投与が測定しつる(L体反
応を起4のに必要である。本発明の1つの目的は、移植
した骨形開発生物質の単位あたりの41物活竹の増強を
生じるB M Pの機能的ベプヂド断片を同定し、生産
することであった。もう1つの目的は、配列が決定され
ている生物活性ペプチドを創製し、次に組成アミノ酸か
ら、例えば)lerrirield法によって、直接生
化学的合成によってM的に製造することであった。現在
の発明のもう一つの目的は、組み変えDNA技術によっ
て遺伝子を発現することにより、配列が決められ量産さ
れるところの、または、遺伝子組み変えDNA技術によ
る骨形数発生ペプチドの発現の為、BMPの骨誘導性領
域を含む遺伝子を単v″するための、核酸からなるスク
リーニング用プローブを構築す゛るのに用いる、骨形態
発生ペプヂドをlla供することであった。骨形態発/
F活性を持ったペゾチド断片を(qて、その特性を明ら
かにすることが、効率的な骨形態発生作用物質を量産づ
るための、いくつかの商業的に適当な]−程における鍵
となる段階である。 発明の総括 本発明は、B M P分子中の、少なくども骨誘導性の
活性部分と免疫反応性領域を含む、骨形数発生ペプチド
に関するものである。 ウシの骨からのB M F’)の部分加水分解及びに]
への骨の基賀の非mlラーゲン性タンパクの部分加水分
解により、約4Kから約7Kの相対分子量(Mpの範囲
を持つ骨形数発生ペプチドが作られた。これらの骨形数
発生ペプチドは、RM P 、−pと名付#Jられ、B
MP分子の骨誘3I付及び免疫反応性断片を含んでいた
。8丁と■は、BMP−pの2つの種類のBMP−1)
、即らウシからのMr約4.1Kのものと、ヒt−から
のMr約4.7K±0.3にのものの、アミノ酸組成を
含んでいる。Mrが、4.7K±0゜3にの精製したヒ
l−B M P −pのN末端の最初の36のアミノ酸
が、表IVに与えられている。 天然のB M P分子の骨誘導性、及び免疫反応性領域
を含む骨形態発生作用物質が、表IVに与えたよう<i
−RM P −pのアミノ酸の配列を用いて、常用のペ
プチド合成法、例えばHerrirield法によって
作られる。I3MP−pまたは表■の全体または部分的
アミノ酸配列が、遺伝子工学の技能を身につけた技術者
により、骨形数発生ペプチドに対する発現をコードする
DNA配列を合成するため、もしくは、l’3MPの骨
誘導性、そして/または免疫反応性の領域をコードする
遺伝子を単離するためのスクリーニング用のプローブと
して用いることが出来るDNA配列を合成するのに使用
される。 合成りNAもしくは天然の遺伝子が、組み換え用のベク
ターに挿入され、それが適当な宿主に導入され、表TV
のアミノ酸配列に実質的に相同なアミノ配列を含む骨形
数発生ペプチドを発現する。これらの方法で生産される
骨形数発生ペプチドは、特許No、4,294,753
:特許NO,4,455,256:及び1983年8月
16日に捉出した出願中のNo、  523 、603
に記述されているように、出願者によって発見され、単
離されたBMPの骨誘導性、免疫反応領域を含んでいる
。 この発明はまた、BMPの骨誘導性及び免疫反応性領域
を含む骨形態発生作用物質を使用して、動物や人におい
てその誘導によって思想をもたらすことができる、軟骨
及び、または骨の形成を誘導することができるようにケ
る。 本発明は、さらに骨形態発生タンパク(r3MP)のペ
プシン、またはトリプシンの部分加水分解から生じる骨
形数発生ペプチドの製造と創製の過程を提供する。部分
加水分解により発生するウシのBMP−pとヒトのBM
P−pを、以下の方法のうち1つ以上によって単離した
。即ら、連続的分別沈殿ゲル濾過、ハイドロキシアパタ
イト(HA )クロマトグラフィー、高速液体クロマト
グラフィー (HPLC)である。高速液体クロマトグ
ラフィー(HPIC)によって単離した一番小さいウシ
l’3 M r〕−pの断片の、機能的単位は、約4.
1KのMrを(うつていた。この時に中離しIこ一番小
さい活性なヒトのBMP−pのMrは、約4.7K:i
0.3にであった。 Ljpl瑚旺」μLMj本 Zi体システム、即ら、ホルモンの発〈[、酵素の活性
化、筋原繊維の集合、白液凝固などにおける、j目プア
ー1の役割について多数の例がある。 Flservier Biomedical Pres
s、 New York、 N、 Y。 のK 、)aenick編集のPro劃e側n Fol
旧吠におけるNeurathll、(1980)pp、
 501−524をみよ。しかし、[−3MPもしくは
BMP−pの不活性な前駆体も、細胞膜すしブタ−も知
られていない。 理論的によつC限定されるつもりはないが、ヌクレAソ
ームの形成に〒る途中で、1nvi−Yoで、細胞内プ
ロテアーゼの作用によってB M Pの部分加水分解が
起こり、そしてBMPがI)N Aの分化を誘導する。 この理論によると、BMPの分子は活性領域が部分加水
分解をまぬかれでいる疎水性の芯をとりまく活性領域を
有する、ドメイン、ヒンジ、フリンジから作られている
。そしてB M F)の構造は、小さくなり、再l装置
されで、同一またはもつと強い生物粘性をもったまま、
ペプチドの芯を生成する。この仮設に基いて実験を行な
い、部分加水分解により、珈コ但工9で骨誘導性ペプチ
ド断片の生成を行なった。 下記の例■、II 、及び■にもつど詳細に記録されて
いるように、ウシとヒトのBMPを部分的に精製し、ペ
プシンまたは]−リプシンで加水分解を行2iつだ。M
rが約4Kから7K17)骨誘導性、そして免疫反応性
のペブブドが生成した。これらの生成物を、骨形態発生
ペプチドど呼び、f3MP−pで表す。ウシまたはヒト
以外の原lI+も全く同様に用いられる。ペプシンによ
る加水分解の速度論は、加水分解が2つの7丁−ズから
なり、律速段階を含んでいる。7丁−ズー1で番よ、B
MP分子のフリンジとヒンヂを開裂し、活性領域を残ず
。 フェーズ−IIでは、加水分解が加速され、13 M 
P−pが急速に分解する。個々のバッジにおいては、B
MP−1)分子の最も密度の溌い大きさの集団は、1コ
MP分子のヒンヂとフリンジの41かの種々の結合の開
裂を反映しており、Mrが4Kから7Kの範囲にわたり
、統計的にもつとも頻麿が高いMrが、5.3に±1.
OKを有する活性領域を残す。 例1は、ウシBMPからの新しい骨形態発生ペブヂド(
BMP−p)の製造と単離の方法を詳述し、例■は、ヒ
トBMPからのBMP−pの製造とl111IIIlを
詳述する。 例■におイテは、0.5M  CaCj!2−6M尿素
の無機溶剤混合物を、ウシの骨からBMPを最初に抽出
するのに用いた。尿素は、有意性のある階の13M P
を調製するのに十分な量の骨バッチについて、グアニジ
ン塩酸塩(GuHCl)の使用の比較的高い費用をさけ
るため、最初に尿素を選んだ、尿素を用いるときはいつ
でも、BMPとF3M P −F)のN末端アミノ酸が
恐らく強固なイソシアネー1−結合により、ブロックさ
れていることがわかり、自動化Edman分解によりB
MPとBMP−pのN末端アミノ酸配列を決定しようと
いう試みは成功しなかった。タンパク中のN末端の保護
基は、通常タンパクの分解なしには除去できないので、
配列を決定できるB M PどF’3 M P −pを
得ることが望ましい。これは、’HLG U HCj!
で抽出され/、: F3 M Pが、ブ[1ツクされて
ないN末端アミノ酸を含有していることが分って可能と
なった。 例■は、例■で用いた尿素の代りに、^純度GuHCj
!の使用、そしてN末端アミノ酸がブロックされていな
いBMPとBMP−pの生産を詳細に述べている。 ヒト、またはウシBMPのペプシン、またはトリプシン
による部分加水分解により生成したBMP−pを、連続
、分別沈澱、ゲル濾過、ハイドロキシアパタイトクロマ
トグラフィー、高速液体クロマトグラフィーの組合せに
よって単離した。 種々の生物学的機能BMP−1)種は、Mr’。 BMP抗体との免疫反応性、等電フォーカシング、アミ
ノ酸組成分析、そして/または、アミノ酸配列決定によ
ってその特性が明らかにされた。 N末端の最初の36のアミノ酸の配列が決定された。 例1゜ ウシの骨形8允生タンパク(bBMP)を、前に引用し
Iこ特許、発表文献、出願中の特許に詳細に記述されC
いる方法によって精製また(よ部分精製しIこ。精製過
程は、以下の諸過程を含んでいた。 1Jなわら、骨組織を脱灰し、脱灰した骨II織を水溶
液の状態ぐ水に可溶な中性塩ぞしてB M Pに対する
可溶化剤で処理し、その際、骨」ラーゲンを12ラブン
に変え、B M Pを可溶化剤の溶液として抽出−する
。そしC1溶液から可溶化剤ど中性塩を分離し、l’3
MPを水溶液で沈殿させる。本実験例r t、を尿素を
用いた。 精製及び部分精製BMPは、以下に部分精製11 M 
t)について詳細に記述し−Cあるように、部分加水分
解によって同じ骨形態発生ベブヂド生成物を生じる。 図について述べると、図1は、ウシB M Pのペプシ
ン部分加水分解の段階を描いている。1gの部分精製B
 M Pを(Urist et al、 1984の表
1゜s t e p 8を参照)、■のタンパクあtc
す1oμgのペプシン(Sigma Co、、 SL、
 1ouis、 MO>を含む21のo、cxN地v中
で、37℃c2時間消化した。 部分精製した[3M +1出発物MIJ、Mrが、2.
5Kから90にの範囲にある約15秤のタンパクの−揃
いを含んでいた。ペプシン中で2回間インキュベートし
た後、Mrが30Kから90 Kの範囲のタンパクが加
水分解を受器)、ペプシン部分加水分解処理を行なつl
ごペプチド生成物を3つのグルー1K分41k。 グループニー塩酸不溶/水不溶 グループ11−塩酸可溶/水不溶 グループ■−珈酸可溶/水可溶 図1をみよ。 部分精製したウシ[3M Pを■タンパクあたり、2.
5及び10μg(酵素のタンパク比1 : 100)の
ペプシンで、0.0IN塩酸中2時間インキュベーi〜
した場合に、塩酸可溶/水不溶成分のト澄みは、−員し
て骨の形成を誘導した。他の比率(1: 200と1:
500)ではこの分離を生じなかった。 初めに、ペプシン開裂、ペプチド生成物を塩酸iI7溶
(グループ■と■)及び塩酸不溶部(グループL)にわ
番ノだ。グループ■(塩酸不溶)は、塩酸可溶部から5
0,0O(lにおGする超遠心分l1iItによって分
離し、脱イオン水11で3回洗い、凍結乾燥しで集めた
。 塩酸不溶(■及び■)ペプチド脱イオン水に対して、水
不溶物の沈殿が完結する迄、3回透析した。この沈殿物
(グループ■)を、50.000Uで1時間遠心するこ
とにより、−t[み(グループ■)から分け、冷水で3
回洗った。グループ■と■を別々に凍結乾燥した。 下に記したように、部分加水分解によって生成したペプ
チドのこれら3つのグループを更に分画し、1,4 r
 lによって特徴づけ、組」バ虹と 袖vjt+7oて
゛バイオアッセイを行なった。 分子kt(Mp測定はS D S −P A G E 
、アクリルアミドゲル電気泳動で行なった。凍結した分
画を2Mの尿素と0.2%のSO8を含む0.06Mト
リス塩酸(pH6,8)中、2/I藺間イン:にLベー
ジ」ンを行(iうことによって可溶化した。各勺ンプル
の5μ! (2,5%IR9/ d )を3%重積用ゲ
ルを重ねた、72.6%ゲルに適用し、25mAで電気
泳動にかけた。ゲルをメタノール/酢酸/水(5:1:
5)中0.25%CooIlassle brilli
ant b目1eR−250で染めた。 分子量は、Mrが94.000−14.000のタンパ
クの標準品(ファルマシア)及びMrが17.200−
1.600のペプチドの標準品(ファルマシア)を用い
て決定した。相対的分子量(Mpは、未知物質の移動距
離に対づる6つの標準物質の相対的移動側照に対して、
分子量の対数をプロワ1〜することにより計輝した。 
 (Swankとf4unkres、  1 9 7 
1  、  Annal、  Biochet  3 
9  二 4骨形態発生活性は、sw;ss−webs
ter系マウス後方方形部の筋肉に凍結乾燥17た部分
精製ペプチドかりロマト精製区分を移植することにより
決定し1、−o対照としC1後hP!Uf(部の筋肉嚢
状Allの向う側の側面に、ペプシン加水分解のMr3
B、pOp、24,000,15,000,12.00
(1゜4.000.8.500.C3,000及び2,
500の住成物を移植した。 新しい骨の吊は、X線像の関連した観察、切除り、 /
j水分を含んだままの小骨の重さ、III織切Pキ、組
織的体1(′!測定データー、石灰化した新(]い骨に
J、る4 !j 6 aの取り込みによって測定した。 組織的体J117測定11、以下の式についてランダム
ポイント分析法を用いて、組織的に有効な骨の法名のX
線像につい(行くにつだ。 ・−%II M Pによって誘導された骨の形成骨形焦
光!L’ HH−IJまた、組織培養でアラ[イを1−
■  イに ・つ た 。 13  M  P  を 
CMRL−(G  I  B  CO)  培 地に加
えた。部分精製した0、1から、1.0■のポリペプチ
ドあたりの誘導活性は、low powerfield
  (低倍率視野)あたりの軟骨の細胞数を数えること
に、J、って測定した3、精製f−3M F)IJ、+
IPlr;010分両の組織培養tごついて、Sン1な
)ど11ristの方ン人(CIin、 0rthop
、  184 : 180−187(1984)Ir、
10rItg/d’r3回繰返して行なつIこ。 特定の条何十では、13M l)活性の殆どJべてが回
収され、グループT(7E’、%)とグループ■(22
%)の活Mの総t1として説明されIこ。グルー/I[
[のペプチドはI’3MP活性がなく、シたがってψ#
1またはそれ以上の特徴付t)を行なわイrかった。 図2に示しであるように、最初の2時間のイン−4−、
Zlベージ]ンを通じC形成されるタンパクの加水分解
の生成物は、高いBMP活性を維持した。 2峙間と3時間の間では、HCI!可溶部と塩酸不溶生
成物の集計が、部分精製F3 M P出発物とはどlυ
ど同じ位の活性に戻った。約1時問屋らず、またはイれ
以上のインキ]ベージ]ンで、全11 M F)活性]
よ約50%Jス十に落らた。 部分的に精製したBMPの出発物質は、Mrの= 24
− V!囲が2.5Kから90にの約15種のタンパク−揃
いかI)成立っている。ペプシン中で2時間イン1コベ
ー1−シた後、Mrの範囲が30Kから90にのタンパ
クが加水分解された。残りのポリペ’7チl’に1 、
 M r ノilが2.5Kから30K(1)範囲の、
部分的に消化されたペプチドか、または反応しイrいで
夕(つたペプチドであった。誘導された骨形成の崩は、
塩酸可溶区分よりも塩酸不溶区分の移植において4倍人
きかったけれども、sr’)sポリj′タリルアミドゲ
ルパターンは、両者とも同様に30により大きいMrを
持ったタンパクがw1失しており、各成分は数において
ほぼ同じであっIこ 。 グル−プTとHのペプチドを、下にンホベるようにさら
に分画した。両グループの骨誘導活性は、常に7Kより
小さく、3により大きいペプチドと関連していた。 凍結乾燥したグループHの生成物を、pl+6.8の、
05MフA−スフ■−トバッファーと6M尿素の混液に
再び溶解した。この緩衝溶液を、ゼファクリールS−2
00カラム(5cur X 95 cm ) 1.’T
適用し、輸動ボンゾで制御した十へへの流れh式τ゛溶
出し、5つの区分として集めた。Mrが30゜000よ
り大きい2つの区分を一緒にし、水に対して透析し、移
植したタンパクのりあたりの新前形成誘導の、生物検定
のIこめに凍結乾燥した。30.000よりも小さいM
 rを有するタンパクについての3つの区分を一緒にし
、同様に処理した。 Mrが30.000以下のタンパク(よ、さらに以下の
如く、ハイド[」−1シアバタイ1〜(1−I A )
り1Jマドグラフィーで分画した。80■の試料を、H
Aカラム(2,5X40cm)にか1−716M尿素中
(7)0.01から、0.05.0.05から0.2,
0.2から0.5MのフAズフー丁−1・・バッファー
による段階式グレーディエン1〜にしたがって溶出した
。タンパクは9つの区分に集められ、SDSゲル電気泳
動で試験し、穴の大きさが2.000の分子量に相当す
る膜嚢中で、水に対して透析して脱塩し、そして凍結乾
燥1ノて、BMP活性の測定のため移植を行なった。 10に以FのM「゛を有するペプチドを、セファデック
ス0−50 (超微細)分子ふるいり[1マドグラフイ
ーを用いて細分別した。凍結乾燥したペプチドのサンプ
ルを、6M尿素を含む0.01Mリン酸)−1ヘリウム
(pH7,0)に溶解し、同−緩絢液で平miにしたカ
ラlz (1、5X 100cm)にカ()k。約20
dずつの分画を集め、それぞれのピークのものを合わせ
、冷却し、脱イオン化した水で徹底的に透析し、凍結乾
燥した。得られた分画は、Swank & Hunkr
es(197pの方法にJ:すS I〕S −PΔ0[
ペプチドゲルで分析した。 グループ1の凍結乾燥した生成物を、100mの6M尿
素に溶解し、上述の方法により、連続1−IAり■マ]
ヘゲラフイー及びG−50ゲル濾過によって精製した。 1−1Aり■]マドグラフィーにJ、り単離したペプチ
ドのでの後の精製は、上述の方法(llrist et
 al、。 1984 )及び後述の例■で詳述づる方法によって、
HP I Cによって行った。ペプシンにより開裂させ
たペプチドの塩酸不溶グループと塩酸可溶グループは、
Mr5.6K」−1,5にの分子を多吊含むM r 4
 K−7Kのb RM P −1)を含み、その中の最
小のものは約4.1KのM rを有していた。 最初にレフアクリルS −200ゲル黛過により、その
後HAり[17F・グラフィーにJ、り分画したペプシ
ン分解のグループ■q−成物は、広スペク1〜ルの蛋白
質及びペプチドを含有する。3に以下のMrを有する生
成物の中の約95%はBMP活t’1を持たなかった。 殆んどすべての骨質誘導活性は、2.5に〜30にの範
囲のMrの蛋白質及びペプチドに存在した。平板ゲルプ
レパラテイブ電気泳動標本を、HAり[171ヘゲラフ
イ一分画でfl製し、4 K 〜7 Kの範囲のMr及
び2にへ−3にのie l111のMrのペプチドの領
域から切ハを作製した。ゲル切片のペプチドを6MIポ
索で溶出し、再び電気泳動を行った。蛋白質及びペプチ
ドの標準品を組み合わ1!−C約4にへ・7K+7)範
囲のペプチドのMrの帰属を確認した。この範囲の成分
のみが、1nvitroの軟骨形成を、またin vi
voの骨形成を引き起し!、:。2に〜3K又はそれ以
下(+−I Aり[Jマ]〜グラフィーにより11Mし
た)の範囲のMrのペプチドは骨形成を引き起さなかっ
た。 ペプシン分解のグループ■1成物について]−1Aり[
171ヘゲラフイーを行うと、先に討論したグループ1
tの)−I Aクロマトグラフィーによって得られたも
のと同一の成分(比率は幾らか異なる)を与えた。4に
〜7Kの範囲のMrを有するペプチド分画は、0.15
〜0.25M1li1度のリン酸イオンで溶出され、こ
のものは骨形成を引ぎ起4ことが判明した。より高濃度
のリン酸塩で溶出されたペプチドは、1K〜2.5にの
Mrを有し、骨形成を引き起さなかった。 pファデックスG−50ゲル瀘過り[1マドグラフイー
により、高BMP活性を有する分画を9個の細分向に分
別した。さらに)IPI Cで精製し、約4.1KのM
rを有するペプチドから成る1個の細分向のみは、骨形
成を引き起こした。 G−50又はHAクロマトグラフィーにより(qられl
、−1tl物学的に活性な分画は、逆相HP L Cカ
ラムを用いて10個の細分向に分離しlこ(υrist
 et at、、  1984 ) 、 10個の細分
内づ−べてを、筋肉結合相織住艮の組織培養中でバイオ
アッセイした。4.1KのMrを有り゛るペプチドを含
有でる細分向は、軟骨の分化を引き起こした。 軟骨のM4tよ、培養の6個の速続分画において組織の
全領域の2〜9%と、差を示した。より高い及びより低
いMrの成分を右する他の9個の細分向は、同一条件下
で調製した他の27個の培養基において軟骨細胞の分化
を引き起こさなかった。 )I Aクロマトグラフィー及びIIPI−Cにより単
離した4に〜7KのMrのペプチドのpIは、l5oe
lectric  F’ocusing、  Amst
erdam、  Nortt+11o11and、 P
ubl、 CO,、1976の旧ghet口andDr
ySda18の方法による等電フォーカシングによって
、冷却ゲル(5%ポリアクリラミド及び2%アムフオラ
イト)1コのpH測定用のマイクnpH釘を用いて測定
した。フォーカシングは2℃、3.5時間、10Wで行
った。DIは約3.9であった。 アミノ酸分析は、アミノ酸分析i1 (Modifie
dBoclvanl 21 )で行った。シスチン及び
半シスヂンは過ギ[1化の後に行った。テーブル14.
二、牛1’3 M P−ρ4.1Kペプチドの組成を丞
7゜その組成(よ、酸性ポリペプチドの組成に特徴的で
ある。 表1 Mr4.IKj−1,5に+7)牛BMP −p(7)
/’ミ/酸分析アミノ酸    nHo1es   H
ole% Res/41Res推定残基リジン    
  5.28   5.26  2.16    (2
)ヒスチジン    2,96   2.951.21
    (1)アルキニン    566    !+
、64  2.31    (2)アスパラギン@13
゜01  12.97   !132    (5)ス
レオニン    3.93   3,92  1.61
    (2)ヒリン(Corr。 bV7.5%)   4.68 4.671.91  
(21グルタミン酸   17.98  17.93 
 7.35    (7)−/ロリン     657
   6.55  2.69    (3)グリシン 
    5.82    !1.80  2.34  
  (2)アラニン     (5,086,062,
48+2−3)1/2シスヂン (CysteicAcid)   5,12   5.
10  2.09    (2)バリン     4.
92  4.91 2.01    (2)メチAニン
    (0,94)    −(0,38)イソロイ
シン   3.39   3.38  1.39   
 (1−2)ロイシン     6.88   6.8
6  2.81    (3)ヂロシン      4
.78   4.77  1.96     (2)■
叩 ペプチドのMr5.6に±1.5にグループ及びMr4
.1Kのペプチドを、疎水性カラムクロマトグラフィー
により更に精製し、気/液相蛋白質配列決定機器で分析
した(Hewick、et al、、 1981、 、
」、 Biol、 Chei、256 :1990) 
、ペプシンによる限界蛋白質分解のMr4.IKBMP
l)生成物は、ブロックされたN−末端を有していたが
、これはMr18.5K  BMPのそれと同一であろ
う。 牛のBMP−ρをドツトELISAを用いて免疫学的活
性をテストしくHawks 、 et at、、 At
Biochelll、119:142−147.198
2)、マウス抗生BMP (Mr18,500>と交叉
反応することを見出した。この様にして、bBMP−p
(Mr4.IK)及びbBMP (18,5K>の免疫
反応分画と生物活性分画は同一であることが判明した。 グループ■及び■の成分の、分解された低から高のM 
rペプチドを分別するために、MrlOKの孔サイズを
使用する超濾過を用いた。  33一 部分的に精製したBMP−1’)(三重に定石した)の
120個の移植(1〜10mgす゛ンプル)及び10個
の1511gサンプルから、引き起された骨形成により
占有される四頭股筋のパーセンテージをh1算した。部
分的に精製した13M Pは、50〜90%の四頭股筋
と置換された。グループ■の0.01N  HCIIに
可溶/水不溶の限界ペプシン蛋白分解生成物は20〜7
5%冒換した;置換−プ■の0.01N  HCJ!不
溶/水可溶では50〜84%;グループ■の0.01N
  HC7可溶/水可溶では0%、沈着の石は、1〜1
0IItgの範囲では用量に直接比例していた。10q
以]−の用量では、四頭股筋区画よりも骨を形成jるこ
とが判明し、骨盤から反対側の脚へ交叉して成長させる
沈着を含み、また生じさせた。 連続HAクロマトグラフィー及びS−200又はG−5
0ゲル濾過により中間したグループ■又は■由来の、部
分的に精製したBMP−p (Mr5.6に+1.5K
>を5Rg移Ili′すると、四頭股筋区画の32%の
樋を占める骨沈着を引ぎ起した。 組織学的に詳細(J調査し−C筋肉組織を含まないこと
が判明しIC骨の沈着量の湿重品は約200 #Igで
あった。 111Gにより甲離し精製したMr4.1Kf’r M
 P−pは組織培養におい−(軟Hの分化を引き起し、
生物活性を右する最小中位のポリペプチド構造であるこ
とを示した。 1阿1 ヒ1− [−3M l) (h F(M P )の限界
ペプシン蛋白分解のメカニズムにより、4 K−7Kの
Mrを右し、f3 M Pの骨誘導性及び免疫反応性を
右Mる−・酊のペプチドが生成した。ペプシン蛋自分解
牛成物の/IM  011 Hに 1溶液を8−20C
)ゲル濾過することにより、高Mr及び低Mrポリペノ
fドから、4K・・〜7Kf7)Mrをfiするペプチ
ドを分離した。 f!誘導活f21はリベU’ 4 K・〜・7KりMr
を右するぺIJドに集中し−Cいた。7K以上又は3に
以下のMrを右−する分画には何も見出されなか′つI
、二。これらの分画のG −h (’)濾過にJ、す、
5.5に±0 、8 KのMrをイ11するペプチドの
グループを単一  35  − Mした。このグループは、マウス大腿の筋電14二おい
て軟骨及び骨の分化ノ)引き起した。 G50で中離し/Ch f3 M I〕−[)を1−1
1)t Cで史に11i!i製して4.7K上0.3に
のMrを有J−るペプチドを(qた。ご3種の別々の、
約1 、 F′1キー1’lの新鮮湿骨について研究l
)−くいIこ生化学¥達は、4.7K、E〕、OK、及
び4.4にのM rを右するh RM P −pを得た
。4゜7Kのヒl−11M P −[)は組織培養にお
いて軟骨を形成]ノた。 試別と方法を以下に記述する: Anatomical G1ft5 Act of C
a1iforniaのガイドラインに従って、事故死後
12時間以内の22−・51才のりIMの剖検において
、5 Kgのに1〜骨皮質を切除した。前幹部皮質を広
範に洗浄し、機械的に骨髄除去し、1:1のクロ[1)
1\ルム−メタノールで脂肪を除去し、液体N2e冷凍
し、WileyHillを用い0.5#lII+3の粒
子に1りつぶ]刀こ。−づりつぶした母粒子は、0 、
 C3N  HC1中で48時間脱灰を行い、洗浄し、
スルフヒドリル基酵素用害剤を含む4Mグアニジントl
 C1(G (1[4C1>−Ch [3M りを抽出
し、5 mi+oles/ 1のN −Tチル11ノイ
アミドを含む1 、5 M  G uI−I CIで分
別沈殿を行った。0.2%の1〜す1ヘンX−100で
オスjAネクチンを除去し、中空Illll−1ヘリツ
ジII 11) 10−8による超濾過によりマトリッ
クスg (j a蛋白(M G P )を除去し、約M
rlO。 0 (10を削除した。1.5M  Gut−ICIに
不溶の蛋白1グラムを、ペプシン(Sigma Co、
 St。 1ouis ) 10μ”J/IRg<蛋白に対する酵
素の比1:100 )の0.01N  Ll(1!溶液
中で37℃2時間分解した。ペプシンで分解した11C
I不溶/水不溶及び)−I Cj!可溶/水不溶の分画
を50,00051 /時間の遠心分離により、HC1
t+f溶/溶用水可溶白から分離した。加水分解は、0
.01M  N a OHでpl+を7.0に十4させ
ることにより透析1ノ、また5pectrophor 
tubing (孔リイズ省略、分子!yi 2 、0
00 Spectrum Co、 los Angel
es。 C△)中で・冷水に対して透析させることにより終了さ
tLだ。 0、()IN  H(1!可溶の生成物を凍結乾燥し、
重量を測定し、そf7)0. 7f/を、4 M G 
’J H(C、e中pH6,8+7)0.5MIJン酸
緩1ii液に)a解した。 この緩衝液を下方へ流すLツノ7クリルS −2Opカ
ラlx (5atr X 95 ctrr )にかけ、
蝮勅竹ポンプで調節し、5個の分画に収集した。3(1
,0(’)0以上のMrを右する2個の分画を集め、水
に透析し、■当りの移植蛋白に対しで生じた新規骨形成
のバイオアッセそのために再び凍結乾燥した。30゜0
00以小のMrを有する3個の分画を集め、同様にして
調製した。30,000以下のMrを有する蛋白質サン
プル80〜を水酸化リン灰hカラム(1」△)(2,5
X4.0cta>にかけ、0.01〜0.05.0.0
h〜(’)、2,0.2−0.5Mの111度のリン酸
緩衝液の段階的勾配で溶出した。蛋白質を9個の分画に
収集し、s r〕sゲル電気泳動により精査し、冷水に
透析することにより液のう(孔サイズ、分子量2,00
0)中で脱塩を行い、凍結乾燥し、BMP活性を調べる
ために移植した。 (10に以下のMrの)ペプチドを、[Iファデツクス
G  50超微細tレキIIラーシーブク[Jマトグラ
ノイーを用い細分画しlこ。凍結乾燥したぺfチドのリ
ンプルを、4 M  G LJ HC矛を含む0.01
Mリン酸プトリウム(11117,0)に溶解し、同−
緩i液で平衡にしたカラム(1,5X1()Ocm )
にか()た。約20−ず′)の分画を集め、それぞれの
ピークのものを合わけ、冷IJ1シた脱−イAン水に徹
底的に透析し、凍結乾燥した。(7られI、二分画を、
Swank & Hunkresの方法(1971)1
、Z J(V)S l) 5−PA G Eペプチドゲ
ルを用いて分析しlJ。 2時間の限界ペプシン蛋白分解の残りの、ペプシンによ
り分解された0、01N  HCJ!不溶で、水不溶の
生成物を50.000gの遠心分縮により、(’)、0
1N  HOj!可溶の生成物から分離し、1eの冷I
t t、 tご脱イオン水で3回洗浄し、凍結乾燥によ
り収集
W'μ]1 The present invention relates to the development and growth of bone tissue, or a bone morphogenetic agent which is a peptide that induces growth. More particularly, the present invention relates to bone morphogenetic peptides containing at least the osteoinductively active portions and immunoreactive regions of osteogenic proteins, any of which are of natural, synthetic, or recombinant pNA origin. From the beginning, all the peptide active substances obtained, their production, isolation and amino acid sequences and uses are described. 1 - When transplanted to softer tissue, the bone infiltration (without minerals)
One thing that the applicant must know is that the quality induces the formation of new bone.
C11ll- revealed. When freshly excised bone is treated with cold dilute hydrochloric acid for 48 hours and transplanted into the brain, subcutaneous muscle tissue, or bone defect site, cells in the post-fetal mesenchymal perivascular connective tissue form cartilage and bone. induce differentiation. (llr
ist, H, R1,5science. 150:893-899.1965>This process is-
It is commonly referred to as matrix-induced bone development. Additionally, the body of the inducer was discovered and extracted. It is a substance named bone morphogenetic protein (BMP). U.S. Patent No. 4.294.753, U.S. Patent No. 4.455,256 and 19834f August 1
The application was submitted on the 6th, and the application serial number is 23.
See No. 606. Also, 1llist, H,R
,, et al., Proc, Soc. (-\1” Sad j ko J Jiao [Yu 173:194-199.1
983 and 1llist, H, R,, et al.
Proc, Natl. -〇- Acad, Sci, (LJSA) 81:37 1
-375. See also the 1984 document. these,
Patents, applications, and references are incorporated by reference into this application. BMPs are thought to convert tissue cells into osteoblasts, the cells that manufacture bone. Hypothetically, this process can be classified as a phenotypic transformation, and BMPs can be considered as vacrine molecules. As distinguished from malignant transformation by carcinogens, phenotypic transformation is caused by self-limiting hostage.
This is a developmental process that was carried out by 1 lil J m. Through a process that repeats normal human fetal development, BMPs induce bone IHI follicles, form cartilage, and over several months develop into solid bones. With the use of BMP transplantation by medical practitioners, the traditional 11
It offers significant advantages over subsequent surgery. The list of 41 areas in which 13 MP is currently and will be used includes almost all parts of the body. 1Ill bones destroyed by disease or accident! It can be used for mounting, it can be used to treat victims of scoliosis, it can be used to treat malformed or failed bones, it can be used to repair both ends of a fracture, etc. There is class e. At present, the isolation of BMF) is relatively time consuming and expensive. In order to induce bone formation in vivo, it is necessary to administer 1 unit of BMP, but hormones, vitamins, and metabolites can be measured by administration of 1 gram to 1 picogram (L-body). One objective of the present invention is to identify and produce functional peptide fragments of BMP that result in an increase in bioactivity of 41% per unit of implanted bone-forming biomaterial. Another objective was to create biologically active peptides whose sequences have been determined and then to produce them manually from the constituent amino acids by direct biochemical synthesis, e.g. by the lerrield method. there were. Another object of the present invention is to express a gene by recombinant DNA technology to determine the sequence and mass produce it, or to express a osteogenic peptide by recombinant DNA technology. The purpose was to provide bone morphogenetic peptides for use in constructing screening probes consisting of nucleic acids to identify genes containing the osteoinductive region of BMP.
The characterization of pezotide fragments with F activity is the key to several commercially viable processes for mass producing efficient bone morphogenetic agents. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to osteogenic peptides comprising at least an osteoinductive active portion and an immunoreactive region in the BMP molecule. Partial hydrolysis of M F') and
Partial hydrolysis of the non-ml lagenogenic proteins of bone morphogenesis produced bone morphogenetic peptides with relative molecular weights ranging from about 4K to about 7K (Mp). , RMP , -p and named #J, B
It contained osteoattractive and immunoreactive fragments of the MP molecule. 8 and ■ are two types of BMP-1)
, that is, it contains amino acid compositions of Mr approximately 4.1K from bovine and Mr approximately 4.7K±0.3 from human. The first 36 amino acids of the N-terminus of purified human l-B M P-p with Mr of 4.7K±0°3 are given in Table IV. Bone morphogenetic agents containing osteoinductive and immunoreactive regions of the native BMP molecule are shown in Table IV.
Using the amino acid sequence of -RM P -p, it is produced by a conventional peptide synthesis method, such as the Herrield method. The entire or partial amino acid sequence of I3MP-p or Table 1 can be prepared by a technician skilled in genetic engineering to synthesize a DNA sequence encoding expression for the osteomorphogenetic peptide, or It is used to synthesize DNA sequences that can be used as screening probes to isolate genes encoding osteoinductive and/or immunoreactive regions. A synthetic NA or natural gene is inserted into a recombinant vector, which is introduced into a suitable host and
expresses an osteogenic peptide comprising an amino acid sequence substantially homologous to the amino acid sequence of . The osteogenic peptide produced by these methods is disclosed in Patent No. 4,294,753.
: Patent No. 4,455,256: and pending application No. 523, 603, filed on August 16, 1983.
contains osteoinductive, immunoreactive regions of BMP discovered and isolated by Applicants as described in . This invention also uses bone morphogenetic agents containing osteoinductive and immunoreactive regions of BMPs to induce cartilage and/or bone formation in animals and humans, the induction of which can lead to thought. Kell as you can. The present invention further provides a process for the production and creation of bone morphogenetic peptides resulting from partial hydrolysis of pepsin or trypsin of bone morphogenetic protein (r3MP). Bovine BMP-p generated by partial hydrolysis and human BM
P-p was isolated by one or more of the following methods. namely, continuous fractional precipitation gel filtration, hydroxyapatite (HA) chromatography, and high performance liquid chromatography (HPLC). The functional unit of the smallest bovine l'3 Mr]-p fragment isolated by high performance liquid chromatography (HPIC) is approximately 4.
At this time, the smallest active Mr of human BMP-p is approximately 4.7K:i.
It was 0.3. There are many examples of the role of the J's Poor 1 in the Ljpl Gowang' μLMj book Zi body system, ie, hormone production, enzyme activation, myofibril assembly, white fluid coagulation, etc. Flservier Biomedical Pres.
S, New York, N, Y. K,) Pro side n Fol edited by aenick
Neurathll, (1980) pp.
See 501-524. However, neither inactive precursors of [-3MP or BMP-p nor cell membrane sushibuta are known. Without intending to be limited by theory, it is believed that on the way to the formation of the nucleosome, partial hydrolysis of BMP occurs at 1 nvi-Yo due to the action of intracellular proteases, and BMP becomes I ) Induce differentiation of NA. According to this theory, BMP molecules are made up of domains, hinges, and fringes with the active region surrounding a hydrophobic core that is immune to partial hydrolysis. The structure of BMF) is then reduced in size and reorganized, remaining the same or with a stronger bioviscosity.
Generate a peptide core. Based on this hypothesis, an experiment was conducted to generate osteoinductive peptide fragments using Kako Tako 9 through partial hydrolysis. Bovine and human BMP were partially purified and hydrolyzed with pepsin or ]-lipsin, as detailed in Examples 1, II, and 2 below. M
(r approximately 4K to 7K17) osteoinductive and immunoreactive pebubuds were produced. These products are called bone morphogenetic peptides and are designated f3MP-p. Original lI+ other than bovine or human may be used in exactly the same manner. The kinetics of hydrolysis by pepsin includes a rate-limiting step in which the hydrolysis consists of two seven stages. 7th block - Zoo 1, turn, B
Cleaves the fringes and hinges of the MP molecule, leaving behind the active region. In Phase-II, hydrolysis is accelerated and 13 M
P-p decomposes rapidly. For individual badges, B
The densest and largest population of MP-1) molecules reflects the cleavage of 41 different bonds in the hinge and fringe of a single MP molecule, ranging from Mr 4K to 7K, and statistically Mr, which has the highest frequency, is 5.3 ±1.
Leave the active area with OK. Example 1 shows a new bone morphogenetic peptide from bovine BMP (
Example 1 details the production and isolation of BMP-p from human BMP and 1111III1. Example ■ is 0.5M CaCj! An inorganic solvent mixture of 2-6M urea was used to initially extract BMP from bovine bone. Urea has a significant level of 13MP
For bone batches large enough to prepare BMP and F3M P-F, we chose urea first to avoid the relatively high cost of using guanidine hydrochloride (GuHCl), whenever urea is used. ) was found to be blocked, presumably by a strong isocyanate 1-bond, and automated Edman degradation revealed that the N-terminal amino acid of B
Attempts to determine the N-terminal amino acid sequences of MP and BMP-p were unsuccessful. Protecting groups at the N-terminus in proteins cannot normally be removed without decomposing the protein.
It is desirable to obtain BMP and F'3MP-p whose sequences can be determined. This is 'HLG U HCj!
This was made possible by the discovery that F3MP contains an unblocked N-terminal amino acid. Example ■ uses ^purity GuHCj instead of the urea used in Example ■.
! details the use of BMP and BMP-p in which the N-terminal amino acid is unblocked. BMP-p produced by partial hydrolysis of human or bovine BMP with pepsin or trypsin was isolated by a combination of continuous, fractional precipitation, gel filtration, hydroxyapatite chromatography, and high performance liquid chromatography. Various Biological Functions BMP-1) Species Mr'. It was characterized by immunoreactivity with BMP antibodies, isoelectric focusing, amino acid composition analysis, and/or amino acid sequencing. The first 36 amino acids of the N-terminus were sequenced. Example 1 Bovine bone shape 8 protein (bBMP) is described in detail in the previously cited patents, publications, and pending patent applications.
The purification process included the following steps: 1) The bone tissue was decalcified, and the demineralized bone tissue was placed in water in an aqueous solution. A soluble neutral salt is removed and treated with a solubilizing agent for BMP, at which time the bone ragen is changed to 12 Rabun, and BMP is extracted as a solution of the solubilizing agent.Then from the C1 solution. Separate the solubilizer and neutral salt, l'3
Precipitate MP in aqueous solution. In this experimental example r t, urea was used. Purified and partially purified BMP is described below as partially purified 11 M
Partial hydrolysis yields the same bone morphogenetic vegetated product as described in detail for t)-C. Referring to the diagram, FIG. 1 depicts the stages of pepsin partial hydrolysis of bovine BMP. 1g of partially purified B
MP (see Table 1 of Urist et al., 1984), protein of ■
1 μg of pepsin (Sigma Co, SL,
Digested for 2 hours at 37°C in a 21°C, cxN solution containing 1 oz, MO>. Partially purified [3M +1 starting material MIJ, Mr is 2.
It contained approximately 15 weights of proteins ranging from 5K to 90K. After two incubations in pepsin, proteins with Mr ranging from 30 K to 90 K are susceptible to hydrolysis) and subjected to pepsin partial hydrolysis treatment.
The peptide product is 41k for 1k of 3 glues. Group 2 - Hydrochloric acid insoluble/water insoluble Group 11 - Hydrochloric acid soluble/water insoluble group ■ - Chylic acid soluble/water soluble See Figure 1. Partially purified bovine [3M P per ■ protein, 2.
Incubation with 5 and 10 μg (enzyme to protein ratio 1:100) of pepsin for 2 hours in 0.0 IN hydrochloric acid i~
In this case, the separation of hydrochloric acid-soluble/water-insoluble components induced bone formation. Other ratios (1:200 and 1:
500) did not cause this separation. First, after pepsin cleavage, the peptide products were separated into hydrochloric acid iI7 soluble portions (groups ■ and ■) and hydrochloric acid insoluble portions (group L). Group ■ (hydrochloric acid insoluble) is 5 from the hydrochloric acid soluble part.
Hydrochloric acid-insoluble (■ and ■) peptides were separated by ultracentrifugation at 0,0O (l), washed three times with deionized water, and lyophilized. The precipitate (Group ■) was separated from the -t[Mi] (Group ■) by centrifugation at 50.000U for 1 hour and diluted with cold water for 3 times.
Washed twice. Groups ■ and ■ were freeze-dried separately. As noted below, these three groups of peptides generated by partial hydrolysis were further fractionated and 1,4 r
The bioassays were performed using a group of 1, 2, 4, and 7 characters. Molecule kt (Mp measurement is SDS-PAGE
, performed by acrylamide gel electrophoresis. The frozen fraction was solubilized by incubation with 2/I in 0.06 M Tris-HCl (pH 6,8) containing 2 M urea and 0.2% SO8. 5μ! (2,5% IR9/d) of each sample was applied to a 72.6% gel overlaid with a 3% stacking gel and subjected to electrophoresis at 25 mA. The gel was electrophoresed at 25 mA. Water (5:1:
5) Medium 0.25% CooIlassle brilli
Ant b eyes were stained with 1eR-250. The molecular weight is a standard protein product (Pharmacia) with a Mr of 94.000-14.000 and a protein with a Mr of 17.200-
It was determined using a standard peptide of 1.600 (Pharmacia). Relative molecular weight (Mp is the relative migration side light of the six standard substances with respect to the migration distance of the unknown substance,
The logarithm of the molecular weight was calculated by using a blower.
(Swank and f4unkres, 1 9 7
1, Annal, Biochet 3
9 2 4 Bone morphogenetic activity is sw;ss-webs
Determined by implanting lyophilized partially purified peptides into the posterior quadrat muscles of TER mice. Uf (Mr3 of pepsin hydrolysis on the opposite side of the muscular sac-like All)
B, pOp, 24,000, 15,000, 12.00
(1°4.000.8.500.C3,000 and 2,
500 colonies were transplanted. Suspension of new bone is performed by relevant observation of X-ray images, resection, /
j Weight of ossicles still containing water, III orifice Pki, histological body 1 ('! Measurement data, measured by uptake of J,ru4!j6a into calcified new bones) . Histological body J117 measurement 11, using the random point analysis method for the following formula, X of the histologically valid bone method name
Concerning the line image (it's time to go. ・-% II MP-induced bone formation bone shape focusing!
■ It was a good idea. 13 MP
CMRL-(GIB CO) medium. The induction activity per partially purified polypeptide of 0, 1 to 1.0 is low power field.
To count the number of cartilage cells per (low magnification field), J was measured as 3, purified f-3M F) IJ, +
IPlr; 010 minutes tissue culture, S1) etc. 11 lists (CIin, 0rthop)
, 184: 180-187 (1984) Ir.
Repeat 10rItg/d'r three times. In certain rows, almost all of the 13M l) activity was recovered, group T (7E', %) and group ■ (22
%) is explained as the total t1 of the active M. Glue/I [
The [peptide has no I'3MP activity and therefore ψ#
One or more of the characterizations t) could not be performed. As shown in Figure 2, the first two hours of in-4-
The product of protein hydrolysis formed through Zl-based protein maintained high BMP activity. Between 2 hours and 3 hours, HCI! The sum of the soluble part and the hydrochloric acid insoluble product is the partially purified F3 MP starting material.
It's back to the same level of activity. Approximately 1 hour or more of ink, 11 MF) active.
It fell by about 50% to JS. Partially purified BMP starting material has Mr = 24
-V! I) Approximately 15 types of proteins with a range of 2.5K to 90 are present. After incubation in pepsin for 2 hours, proteins ranging in Mr from 30K to 90 were hydrolyzed. 1 for the remaining 7 liters of polype,
M r noil ranges from 2.5K to 30K (1),
Either the partially digested peptides or the peptides reacted with the irrigated peptides.
Although the hydrochloric acid-insoluble segment was four times more sensitive to transplantation than the hydrochloric acid-soluble segment, both sr')s polyj' tallylamide gel patterns showed that proteins with Mr greater than 30 lost w1 in both cases. Therefore, each component is approximately the same in number. Groups T and H peptides were further fractionated as below. Osteoinductive activity in both groups was always associated with peptides smaller than 7K and larger than 3. The lyophilized Group H product was prepared at pl+6.8.
It was redissolved in a mixture of 0.05M FT buffer and 6M urea. This buffer solution was added to Zephacryl S-2
00 column (5cur x 95cm) 1. 'T
Applying a flow control to the tensile flow equation τ', which was controlled by a transport tube, was eluted and collected as five sections. The two sections with Mr greater than 30.000 were combined, dialyzed against water and lyophilized for bioassay of induction of neoformation per grafted protein paste. M less than 30.000
The three sections for proteins with r were combined and treated similarly. Proteins with Mr of 30.000 or less (yo, and further as follows: Hyde[''-1siabatai1~(1-IA)
The fraction was fractionated using 1J mudgraphy. A sample of 80cm was
A column (2,5X40 cm) in 1-716M urea (7) from 0.01 to 0.05, from 0.05 to 0.2,
Elution was carried out according to a stepwise gradient of 0.2 to 0.5M buffer. The proteins were collected into nine compartments, tested by SDS gel electrophoresis, desalted by dialysis against water in membrane sacs with hole size corresponding to a molecular weight of 2.000, and lyophilized 1 Then, transplantation was performed to measure BMP activity. In step 10, the peptides with M's below F were subdivided using Sephadex 0-50 (ultrafine) molecular sieves [1 Mdgr. Phosphoric acid)-1 Dissolved in helium (pH 7.0) and softened with the same helium (1.5 x 100 cm) with a powder ()k. Approximately 20
d fractions were collected, the peaks were combined, cooled, dialyzed extensively against deionized water, and lyophilized. The resulting fractions were analyzed by Swank & Hunkr
es(197p method J:S I]S −PΔ0[
Analyzed on peptide gel. The lyophilized products of Group 1 were dissolved in 100 m 6M urea and subjected to continuous 1-IA reaction as described above.
Purified by Hegelafy and G-50 gel filtration. The subsequent purification of the peptides isolated by chromatography was carried out using the method described above (llrist et al.
al. 1984) and the method detailed in Example 2 below,
Performed by HPIC. The hydrochloric acid insoluble group and hydrochloric acid soluble group of the peptide cleaved by pepsin are
Mr5.6K''-M r 4 containing many molecules of 1,5
K-7K b RMP -1), the smallest of which had a M r of about 4.1K. The pepsin-degraded group q-products, which were fractionated first by Lephacryl S-200 gel filtration and then by HA chromatography, contain a broad spectrum of proteins and peptides. Approximately 95% of the products with Mr below 3 had no BMP activity t'1. Almost all osteogenic activity was present in proteins and peptides with Mr ranging from 2.5 to 30. Plate gel preparative electrophoresis preparations were prepared with HA [171 Hegelafy fraction] and excised from the peptide region of Mr ranging from 4K to 7K and Mr of ie l111 from 2 to 3. A was created. The peptides in the gel sections were eluted using a 6MI probe, and electrophoresis was performed again. A combination of standard protein and peptide products! The Mr assignment of the peptides in the range -C to about 4 to 7K+7) was confirmed. Only components in this range can induce cartilage formation in vitro and in vitro.
Causes bone formation of vo! , :. Peptides with Mr in the range of 2 to 3K or less (+-11M by IA [JM]) did not cause bone formation. Group ■1 of pepsin degradation]-1A [
When performing 171 Hegelahui, Group 1, which was discussed earlier,
(t)-IA chromatography gave the same components (with some different proportions) as obtained. The peptide fraction with Mr ranging from 4 to 7 K is 0.15
It was eluted with phosphate ion at ~0.25M1li1 degree, which was found to cause bone formation4. Peptides eluted at higher concentrations of phosphate had Mr between 1K and 2.5 and did not cause bone formation. The fraction with high BMP activity was separated into 9 subdivisions by pFadex G-50 gel filtration [1]. further) purified with IPI C to approximately 4.1K M
Only one subdivision consisting of peptides with r caused bone formation. By G-50 or HA chromatography (qrel
, -1tl The physically active fraction was separated into 10 subdivisions using a reversed-phase HPLC column.
et al., 1984), a total of 10 subdivisions were bioassayed in tissue culture of muscle connective tissue. Subdivisions containing peptides with a Mr of 4.1K caused cartilage differentiation. Cartilage M4t showed differences in 2-9% of the total tissue area in the six rapid fractions of culture. The other 9 subdivision orientations with higher and lower Mr components did not cause chondrocyte differentiation in the other 27 cultures prepared under the same conditions. ) The pI of the 4-7K Mr peptide isolated by IA chromatography and IIPI-C is 15oe
electric F'ocusing, Amst
erdam, Nortt+11o11and, P
ubl, CO,, 1976 old ghet mouth and Dr
The pH of one cooling gel (5% polyacrylamide and 2% ampholite) was measured using a microphone npH nail by isoelectric focusing according to the method of ySda18. Focusing was performed at 2°C for 3.5 hours at 10W. DI was approximately 3.9. Amino acid analysis is performed using Amino Acid Analysis i1 (Modify
dBoclvanl 21 ). Cystine and hemicysdine were added after conversion. Table 14.
2. The composition of the bovine 1'3 M P-ρ4.1K peptide. p(7)
/'mi/acid analysis amino acid nHo1es H
ole% Res/41Res putative residue lysine
5.28 5.26 2.16 (2
) Histidine 2,96 2.951.21
(1) Alkynine 566! +
, 64 2.31 (2) Asparagine @13
゜01 12.97! 132 (5) Threonine 3.93 3,92 1.61
(2) Hirin (Corr. bV7.5%) 4.68 4.671.91
(21 Glutamic acid 17.98 17.93
7.35 (7)-/Lorin 657
6.55 2.69 (3) Glycine
5.82! 1.80 2.34
(2) Alanine (5,086,062,
48+2-3) 1/2 Cysteic Acid 5,12 5.
10 2.09 (2) Valine 4.
92 4.91 2.01 (2) MethiAmine (0,94) -(0,38) Isoleucine 3.39 3.38 1.39
(1-2) Leucine 6.88 6.8
6 2.81 (3) Dirosin 4
.. 78 4.77 1.96 (2) ■
group and Mr4 to ±1.5 to Mr5.6 of the knockout peptide
.. The 1K peptide was further purified by hydrophobic column chromatography and analyzed on an air/liquid phase protein sequencing instrument (Hewick, et al., 1981, ).
', Biol, Chei, 256:1990)
, Mr4. of marginal proteolysis by pepsin. IKBMP
l) The product had a blocked N-terminus, which would be identical to that of Mr18.5K BMP. To test the immunological activity of bovine BMP-ρ using dot ELISA, Hawks et al.
Biocell, 119:142-147.198
2), we found that it cross-reacted with the mouse antibiotic BMP (Mr18,500>. In this way, bBMP-p
The immunoreactive and biologically active fractions of (Mr4.IK) and bBMP (18,5K>) were found to be identical. The degraded low to high M of the components of groups ■ and ■
To fractionate r-peptides, ultrafiltration using MrlOK pore size was used. From 120 implants (1-10 mg samples) and 10 1511 g samples of partially purified BMP-1' (33 partially purified BMP-1') (triplicated) and 1511 g samples occupied by induced osteogenesis, The percentage of muscle was calculated as h1. Partially purified 13MP replaced 50-90% of the quadriceps muscle. The limit pepsin proteolysis product soluble in 0.01N HCII/insoluble in water for group ■ is 20-7
5% replaced; 0.01N HCJ of substitution-pu! 50-84% for insoluble/water soluble; 0.01N for group ■
0% for HC7 soluble/water soluble, 1-1 for deposited stones
It was directly proportional to dose in the range of 0 IItg. 10q
The lower doses were found to form more bone in the quadriceps compartment, including and producing deposits that cross over from the pelvis to the opposite leg. Continuous HA chromatography and S-200 or G-5
Partially purified BMP-p (+1.5K to Mr5.6) from group ■ or ■ intermediated by 0 gel filtration
>5Rg transfer Ili' caused bone deposits occupying 32% of the trough of the quadriceps muscle compartment. A detailed histological investigation revealed that the IC bone did not contain muscle tissue, and the amount of wet weight deposited in the IC bone was approximately 200 #Ig.
P-p in tissue culture (causes soft H differentiation,
It was shown that this is the minimum intermediate polypeptide structure that determines biological activity. The mechanism of marginal pepsin proteolysis of 1A1hi1-[-3Ml) (hF(MP) affects the Mr of 4K-7K and the osteoinductive and immunoreactive properties of f3MP). A peptide of MRU was produced. Add 1 solution to IM 011 H of pepsin protein autolysis product at 8-20C.
) By gel filtration, peptides with 4K...~7Kf7) Mr were separated from high Mr and low Mr polypenods. f! Induction activity f21 is rebe U' 4K...7Kri Mr.
I was concentrating on the right PeiJdo and -C. Nothing was found in the fractions with Mr above 7K or below 3.
,two. For G −h (′) filtration of these fractions, J, S,
A group of peptides with a Mr of 5.5 ± 0, 8 K and 11 were single 35-M. This group induced cartilage and bone differentiation in mouse thigh electromyography (142). G50 middle separation/Ch f3 M I]-[) 1-1
1) 11i in history with t C! A J-peptide with an Mr of 0.3 on 4.7K was prepared (q).
Approximately 1, F'1 key 1'l fresh wet bone research l
) - Biochemistry obtained 4.7K, E], OK, and h RM P -p with Mr of 4.4. 4°7K Hi1-11M P-[) formed cartilage in tissue culture]. The test and method are described below: Anatomical G1ft5 Act of C
At autopsy of a 22- to 51-year-old Nori IM within 12 hours of accidental death, bone cortices of 1 to 5 kg were excised according to the A1Ifornia guidelines. The anterior trunk cortex was extensively lavaged, mechanically demyelinated, and 1:1 cloned [1].
1\Remove fat with methanol, freeze in liquid N2e, and crush into particles of 0.5#lII+3 using WileyHill]. - The crushed base particles are 0,
Decalcified for 48 hours in C3N HC1, washed,
4M guanidine containing sulfhydryl group enzyme harmful agent
C1(G(1[4C1>-Ch[3M]) was extracted and fractionated precipitation was performed with 1,5 M GuI-I CI containing 5 mi+oles/1 of N-Tyl 11 neuamide. 0.2% Male JA nectin was removed with X-100, and matrix G (ja protein (MG
rlO. 0 (10 removed. One gram of protein insoluble in 1.5 M Gut-ICI was added to pepsin (Sigma Co,
St. 1 ouis) 10μ"J/IRg<ratio of enzyme to protein 1:100) of 0.01N Ll (1!) was decomposed in a solution for 2 hours at 37°C. 11C decomposed with pepsin
I-insoluble/water-insoluble and)-I Cj! The soluble/water-insoluble fraction was centrifuged at 50,00051/hour to obtain HC1
Separated from t+f soluble/soluble water soluble white. Hydrolysis is 0
.. Dialysis was carried out by increasing the pl+ to 7.0 with 0.01M NaOH and 5 pectrophors.
tubing (hole rise omitted, molecule!yi 2, 0
00 Spectrum Co, los Angels
es. C△) Termination by dialysis against cold water. 0, ()IN H(1! Lyophilize the soluble product,
Measure the weight and find it f7)0. 7f/, 4 MG
'JH (C, pH 6,8+7 in e) dissolved in 0.5 MIJ acidic acid solution (a). This buffer solution is applied to an L horn 7cryl S-2Op color lx (5 atr x 95 ctrr) flowing downward,
It was regulated with a bamboo pump and collected into 5 fractions. 3(1
The two fractions with Mr greater than or equal to 0(')0 were collected, dialyzed against water, and freeze-dried again for bioassay of new bone formation generated against the implanted protein. 30゜0
Three fractions with Mr less than 00 were collected and prepared in the same manner. 80 to 80 protein samples with Mr below 30,000 were subjected to hydroxylated phosphoric h column (1”△) (2,5
x4.0cta>, 0.01 to 0.05.0.0
h~('), eluted with a stepwise gradient of 2,0.2-0.5M 111 degree phosphate buffer. The protein was collected into nine fractions, probed by s r] s gel electrophoresis, and reduced to fluid sacs (pore size, molecular weight 2,000 by dialysis into cold water).
The cells were desalted in 0), lyophilized, and transplanted to examine BMP activity. The peptides (with Mr less than or equal to 10) were subfractionated using a [I Fadex G 50 Ultrafine Traction II Rashibook [J Matgranoy]. Freeze-dried peptide rimples containing 4 M G LJ HC axes of 0.01
Dissolved in M putrium phosphate (11117,0),
Column equilibrated with slow i solution (1,5X1()Ocm)
Nika()ta. Fractions of approximately 20 mm) were collected, and each peak was combined, thoroughly dialyzed against cold IJ1 deionized water, and lyophilized. (7) I, the two fractions,
Swank & Hunkress Method (1971) 1
, ZJ(V)Sl) 5-PAGE analyzed using peptide gel. 0,01N HCJ degraded by pepsin, remaining after 2 hours of marginal pepsin proteolysis! The insoluble, water-insoluble product was centrifuged at 50.000 g to yield ('), 0
1N HOj! Separate from soluble products and cool 1e
t t, t Wash three times with deionized water and collect by lyophilization.

【ノた。凍結乾燥した蛋白及びペプチドを’I 
M  G LJ HCIに溶解し、上述の方法により同
様にして分画し!、:。高いF3 M +)活着を有す
る不溶竹東合体を維持するマトリックスq1a蛋白を4
 M  G LJ l−I CIへの可溶化及び超瀘過
により除去した。 逆相高性能液体り[1マドグラフイー(HI”’ CI
−)を、セファデックスG50り[171〜グラフイー
により単離したMr5,500:jl、0Opの蛋白分
画について行つtこ0.01MリンM塩(p]17.2
)でM衝止した4M塩酸グアニジンに、これらの分画を
溶解した。ノーイ[1ン66膜を用いて(微開の不溶付
蛋白を除去するために)遠心を行った4科、リーン−ゾ
ルをVydac  (C4)カラム(4,6mX25c
m)  (Co、 C1ty)にか(」、0.1%のト
リフルー)4− n耐酸水溶液(’I” F’ A )
と0.1%のl’ F Aのア[[−二]−リル溶液(
AN)の勾配で溶出した。勾配は20%ANCスター1
〜させ、15分までは35%ANまe継続させた(1分
間につき1%)。35%ANから50%ΔNよぐは10
分で完了さlilその後カラムを再び平衡にさせた。に
り高m反の1−FAは、接近して溶出してくる物質をよ
り良く分#1′4−るのに有用であり、分析用クロマト
グラフィーとゾレパラデ一イJり[171〜グラ−ノイ
ーの間のより良い相関を与λだ。適当イ1分画を収集し
た後に、丁[AどANを貞空遠心により除去した。凍結
乾燥により乾燥状態でリンプルを回収した。 Mrの決定のために、ドデシル硫酸ノトリウムポリアク
リラミド平板ゲル電気泳動(SpSPAGF)により蛋
白分画を精査した。凍結乾燥した蛋白をiii溶化し、
2M尿素と0.2%SO8を含む0.06Mトリス−H
CJ (1186,8)中ぐ24時間イン」−11ベー
トした。それぞれ5マイク[1リツター(2,5Rg/
d)の1Jンプルを、3%スタ゛ン4ニングゲルを伴う
12.6%ゲルに付し、251TI Aで電気泳動を打
つIC,0,25%Coomaissieブリリアンl
−プルーR−250のメタノール/l’li酸/水(5
:1:5)溶液でゲルを染色した31分子量 ハ、Mr
94,000−=14.0()0の範囲の蛋白質標準物
質(Pharmacia )おJ、びMrl 7.20
0〜1,600の範囲のペプチド標準物1i4 (Ph
arlllacia )を用いて分子−を決定した。6
個の栓学ペプチドの移動vtI離に対して分f尾の対数
をプ[1ツトし、未知リンプルの距離を対比さけること
ににり相対分子ffl(Mpをη1算し /=  (S
wank  &  Hunkres  )  。 ヒトBMP−p分子の東団密麻f;L、 M r 5 
、5に±0.8にの領域に集中し−Cいた。例IのlI
BMP−1)は同様に4.1K+:0.3にのMrの分
子を含んでいた。 骨誘導活性に対するBMP−pのバイオアッセイは、5
w1ss−Webster a−/ウスの後脚と殿部の
筋肉中に128個の凍結乾燥サンプルを移植することに
より決定した。]ンl−rl−ルに対しては、それぞれ
10サンプルのオステオネクチン(Mr38.000)
、Mr24,000.MGf)(Mrl 4.000〜
15.000)、及びMrl2゜000.8,500,
4,000,3.(’)00゜及び2.50(’)のペ
プシン蛋白分解!1成物を、反対側の後脚殿部筋電中に
移植した1゜ 新規の骨の吊は、例1で一1述した様に、X線h”真観
察を相関さけ、削除し!ご骨の湿小闇、組織学的切片、
組織形態学的i1測データ、fi沃化した新骨にj、る
45Caの取り込みにより測定した。組織形態学的it
 1lIQデータは、無作為ポイン1へ分析により 1
7ご 。 ヒ1〜RM F’ −pは15%牛脂児面清を含むCM
Rl−(G I F3CO)培養基に可溶であり、10
個のHP L、 C分画10μg/−の組織培養中で、
5atoとu r + s tの方法により三重に定量
した。 表Hには、種々の精製段階の副イF成物を含む骨誘導蛋
白及びペプチドのバイオアッセその結果を要約している
。骨マトリックス非=】ラーゲン様蛋白(Gutl(C
I溶液から分別沈殿により分離)は、低レベルの骨誘導
活性を有していた。(1△クロマ1へグラフィーにより
部分的に精製すると、組織形態学的計測により測定した
時に比活性を25×に増大さゼ、右灰化新骨に45Ca
を取り込ませることにより950×に増大させた。更に
精製すると、両パラメーターにおいて骨形成の聞を増大
させた。 表■ 限界ぺJシン蛋白質分解により/lじたペプチドと比較
した、蛋白質のバイAアツ1!その摂取Cpm/#I7 移植蛋白質 1.5M  GullCI! 不溶性/水溶性非 ]ラーゲン蛋白質。 90〜30K       O,5302+−H)43
8にトリ1〜ン X−100可溶性 蛋白質        0         20 」
0934K  CL−61’3 単離AステAネク チン、         O25±1130 + 24
 + 22 K 1.5M  Gut−(Cj! 可溶性蛋白質      0         31±
112/IK水酸化リン灰す 非結合蛋白+1@0        26士0817.
5にBHP+15→14に q1a蛋白質      12.4    2660±
50014KIIQj!a蛋白質   0     °
  45±10ペフシンで牛じさ せた7へ・14にの ポリペ1チド      28.5    3696±
9805.5±0.8にG−50 中麺ポリペプチド    13.0    2964±
6084.7KIIPLc  精製    組織培養ポ
リペプチド      中の軟骨       N、D
。 HA りlV t−’J −y 7 イー トHP I
−CニョVJ if Illしたペプチドの01は、冷
ゲル(5%ポリアクリラミドと2%アムホライト)上の
l1tl測定用のマイクnpH針(Hicroelec
trode、 Inc、 )を用いてRighetti
 and Drysdale  (1976)の方法に
より、等電フA−カシングで決定した。フォーカシング
は2℃3.5時間10Wであった。Mr4.7K17)
ペプチドのpI ハ、約7.1±0.1であった。 アミノ酸分析は、アミノ酸分析に1←modHied8
acka+an  121 )で行った。シスチンと半
シスチンの分析は、過ギ酸酸化の後に行った。組成は、
中性ペプチドに特徴的なものであった。Mr4.7Kの
ペプチドのアミノ酸組成をテーブル■に示す。 表■ 逆相1−1 +) l Gにより単離したMr4.7K
L:l−BMP−pのアミノ酸分析 Ser   !1.08   442.3    !1
.47   2.78   (3)(corr iy 10%) GILJ   18.79  2426.0   20
.23  10.27   (10)Pro   7.
54   732.2   8.12   4.12 
  (4)Gly   2゜16   123.2  
 2,33   1.18   (1)Ala   6
.24   443.5   6.72   3.41
   (3)1/2 Cys 6.30    3.3
   1.35   3.1    (2)(Cyst
eic Acid) Val    4.18   414.4   4,5
0   2.28   (2)Met   1.26 
  16!1.3   1.36   0.69   
(1)11e   4.(104!12.6   4.
31   2.19   (2)1−eu   4.i
i8   529.5   5.04   2.5B 
  (2−3)Tyr   5.32   868.1
   5,73   2.81   (3)ガス/液相
蛋白質配列決定装置内で、ペプチドを精製した+」P 
L Cのアミノ酸配列を分析」ノた。 表■に、ヒt−ノf3MP −pヲ粘製したl−1P 
i−C(7)N−末端セグメン1〜の部分的アミノ酸配
列を示J0hsMp−pのN−末端のゼグメントの最初
の15の残基のアミノ酸配列を3つの別々の骨バッチ上
で古川することができた。残基17〜27の配列はより
少ない確実性をもって一決定され、ぞして2B−36は
特殊な調査を必要とする興味のある不調和をもって決定
された。 = 48− 人一■ hBMPの部分的アミノ酸配列 N+−12−ILE−PRO−GLN−GLN−ARG
−ARG−TRP−ARG−ALA−1−YSll  
 12  13  14  15−VAL−GI M−
ASN−ARG−IL−E(1−15,J:リ    
 16  17  18  19  20少ない確実性
)  −(ALA?)−ARG−ASP−SER−TY
R−LYS−PRO−VAL   −Hls−GLU2
6  27 128  29  3O−LELJ−AS
N−IARG−CYS−ALA(17−27より   
 31  32  33  34  35少ナイlj[
f実K)     −AS P −G LY −TYR
−ARG −L E LJCYS− 一  49  − N!U4III 精製したあるいは部分的に精製したBMPのトリプシン
蛋白分解はBMP−Pを生じた。ペプシンを誘導したB
 M P −PのMi m1llに就て報告された同一
の方法によって、F3Ml)−Pを誘導したトリプシン
を精製し、生物検定して、特徴を示した。 部分的に精製された生のBMPlgは、トリプシン(T
PCKで処即したウシの膵臓、Sigma。 st、 Louis )の溶液内で15分、30分、1
時間および4時間の間隔に対し、37℃で0.IMTr
ts pu 7.20における総タンパク質1g当り5
Bgを消化した。指示した間隔において、ρ111.0
とするためにI N −HC1を添加して加水分解を終
結した。溶液を10分間20,000回転/分で遠心分
離して、酸不溶性の沈殿物から酸可溶性沈殿物を分離し
た。沈殿物を冷水で3回洗滌した。酸可溶性−F清み液
をSρectrapor配管(孔の大きさ2 、000
MW、 511eCtrlll、 CO,、1,os^
ngeles)へ移して、イオン化した水に対し透析し
たく3回)。嚢の内側で形成された水に不治性−50= の沈殿物を、1時間、50 、000 g、 7′遠心
分離を行い、つい′C其後脱イオン化冷水中で3回沈殿
物を洗滌して、水に可溶性の成分から分離した。 水に可溶性の上澄み液および洗滌した沈殿物を別別に隼
め、凍結乾燥して、秤量した。 凍結乾燥した産物を秤量して、0.05Mリン酸珈緩衝
液−8−200ゲル瀘適用の4MG U HClにおい
てpH6,8−中で再溶解した。 螺動ポンプで調節されて、5分画で集められる子方流動
をもツ5ephacryl S −200:]うlz 
(5crtrx 95 cttr )へ溶液を適用した
。30.000以−[のMrをもつ2分画をプールし、
水に対し透析して、移植されたタンパク質11!!Jに
?Jき誘発された骨形成の生物検定用に再び凍結乾燥し
た。30゜000以下のMrタンパク質をもつ3分画を
プールして、同様に調製した。 30.000以下のMrをもつタンパク質は、5eph
adex  G −50(1lltrafine )分
子ふルVS分番フク[1マドグラフイーを使用して細分
別された。 凍結乾燥したポリペプチドの見本を6M尿素を含む0.
01Mリン酸すトリウへに溶解して、同一の緩衝液で平
衡化した」ラム(1、5x 100cm)へyヤーンし
た。約20mftづつの分画を集め、各先端の内側で絹
み合わし、脱イオン化の冷水に(・]し広範囲にわたっ
て透析して、凍結乾燥した。その結果中ずる分画を、S
wankおよびHunkresの1ノ払ぐ、S[)S−
[)八G EEベプブドによって分析した。 G −b Oゲル線通によってIIIII11シICポ
リペプJドのその後の精製は、疎水コラム(1lltr
apore、逆相Spherogel、 Beclva
n)を使用するH l) I Cによって完成された。 部分的に精製したイ[のf3 M Pの移植は、マウス
における軟骨および骨の形成を誘発しI、:。この沈着
物は、四頭筋区画の容積の約4%を直換した。 トリプシンで限定されたタンパク分解産物の移植−酸不
溶牲および酸可溶性分画の両方ども−は、全部の口頭区
画を満たす、それどころか時々中心線を横断して広がる
軟骨および骨組織を誘発しIC0酸不溶性または水溶性
タンパクとの反応は、ただ線M着払合繊を形成したに1
ぎない。 限定されたトリプシンのタンパク分解産物の移植にJ、
って誘発された骨の沈着物は、BMPの移植によって産
1−された沈着物と同一の構造を示した。この骨は、骨
髄で満たされた層板骨の外皮および軟骨と軟骨類骨の含
有物を含む織られた骨の芯から成った。 ′L施準ITV 骨形態発生剤は、在来の化学的合成によって、表IVて
・示されるように、RM P −Pのアミノ酸配り1」
(あるいは本質的に同一の当量)を包含するアミノ酸成
分から調製される。ペプチドの化学的合成方法は、He
rrifield  の方法である。 Herrifield、 R,B、、 J、八−、Ch
ew、 Soc、、 85 :2194.1963 :
 Herrirield、 R,B、。 5cience、 150 : 178.1965゜こ
のJ、うな合成的骨形無発生のペプチド剤は、天然の[
I M Pの骨誘発性および免疫反応性ドメインを包含
−する。 実施例V 発生工学の技術に熟練したヒ1へに知られる方法によっ
て、骨形態発生剤用の表現に関する合成pNA r遺伝
子」の二コード化は、表rvで示されるように、BMP
−Pのアミノ酸配列に対4−る]トン配列を包含しで構
成される。必要なり N A配列は、アミノ酸配列およ
び発生コードから決定される、そして「遺伝子」は化学
的に合成されて、引換型ベクターの中へ挿入される。組
換型ベクターは、「、 coli  (大引1のような
宿主細胞の中へ導入される、その際、このベクターは複
製されて、細胞を培養する時に表現される。培養内の宿
主細胞の成長中に、宿主細胞の機構はmRNAを合成遺
伝子から転写して、骨形態発生ペプチド剤の中へそれを
翻訳する。技師はベクター選択、宿↑選択、組換型ベク
ター内の合成遺伝子の位置などののような変数を使用し
て、天然の13M PあるいはBMP−Pの骨誘発性お
よび免疫反応性活性を発揮する骨形態発生ペプチド剤の
生産に有効な因子でである生体内培養を操縦する。 遺伝子工学の技術に熟練したヒトに利用されるこれらの
1ノ払に就では、実施例を参照すること、Haniat
is、 T、、 Fr1tsch、 E、 F、、およ
び5alIbrook。 J、、(19B2)邸セ用り一叶則甲1L八 1abo
ratory  Manual、  Co1d  Sp
ring  1larborlaboratory、 
Co1d Spring、 Harbor New Y
orka害」勿−VE 遭仏子二工学の技術に熟練したし1−に利用される方法
にJ、つなHaniatls  など、上記を参照する
こと)、骨形態発生剤は、表IVで示されるBM F)
−Pに対するアミノ酸配列の一部分あるいはすべての二
ツートン配列を包含jるを椎動物のDNAのり[1−ン
されたCDNAあるいはクローンされた分節を表現して
生産される。 既知の組換型D N A Q技を使用して、を椎動物の
ゲノムあるい番よCDNAの分節をベクターの中へ挿入
し、でしてlfl換型ベクターを宿J−のh機体の中へ
導入する。表TVに示tBMP−Pのアミノ酸配列の若
干あるいは1べてに対する丁1−トンを包含−する−重
鎖DNAあるいはRNAの新奇な放射線標識の核酸ブ1
−1−ブは、化学的に合成される。 これらのプ[−1−ブ(あるいはこれらの特殊な含酸の
相補的よじれ)は、好ま1ノい配列の宿1−集落をふる
いわ<−j L、これによってB M F)の骨誘発性
および免疫反応性ドメインを包含するD N A配列を
もつ組換型り目−ンを選択(るのに使用される。 選択された集落は、骨誘発性であり、あるいは抗−BM
P抗体と免疫反応性であるペプチドの生産用に培養され
、そして試験される。 表Ivで示される[3 M P −Pのアミノ酸配列の
若干あるいはすべてに対し]トンを包含する新奇な放射
線elf識の核酸プローブは、13 M I)の骨誘発
性領域に対し1トンを包含するを椎動物のD N Aの
RNA5cl)NAあるいは分節の交雑によつ−C同定
および選択するために使用される。選択されたそれらは
、宿主における骨形態発生剤の生産用の組換型ベクター
を構成するために使用される。 緊急の技術内容は本発明に関連する4べて本質的な情報
を折出するGiれども、ここに引用した多数の出版物は
、発明の背順および技術の状態を理解するのに役立つと
思われる。従って、引用したリベでの出版物を本技術内
容に関連さゼてitに編入する。 本発明のこの特徴列挙および技術内容は、本発明の精神
および範囲以内である発明のづべての変更および改良を
網羅することを意図することが理解されるだろう。分子
の骨形態発生的活性に本質的に影響を及ぼさない一定の
BMP−pのアミノ酸配列の内側でアミノ酸を挿入し、
削除しあるいは置換することは、技術の知識以内である
。本発明は十分に広範囲にわたっているので、意図的な
削除、添加あるいは置換を含むことを特に記述する。更
に、技術に熟練した人はこのような改良したタンパク質
を組換型で生産することが出来ると思われる。
[Nota. Freeze-dried proteins and peptides
Dissolve in M G LJ HCI and fractionate in the same manner as above! , :. Matrix q1a protein maintains insoluble Bamboo synthesis with high F3M+) attachment
It was removed by solubilization in M G LJ l-I CI and superfiltration. Reversed-phase high performance liquid stream [1 MADROGRAPHIE (HI”' CI
-) was carried out on the protein fraction of Mr5,500:jl, 0Op isolated by Sephadex G50 [171~graphie.
These fractions were dissolved in 4M guanidine hydrochloride that was M-blocked with ). The Lean-sol, which was centrifuged using a Noi [1-66 membrane (to remove microscopic insoluble proteins)] was transferred to a Vydac (C4) column (4.6 m x 25 cm).
m) (Co, C1ty) crab ('', 0.1% trifluoride) 4-n acid-resistant aqueous solution ('I''F' A)
and 0.1% l'FA in a[[-2]-lyl solution (
It was eluted with a gradient of AN). Gradient is 20% ANC star 1
~ and continued at 35% AN for up to 15 minutes (1% per minute). 35%AN to 50%ΔN Yogu is 10
The column was then re-equilibrated. 1-FA with a high concentration is useful for better separation of closely eluting substances and is useful for analytical chromatography and solar chromatography [171- This gives a better correlation between Noy and λ. After collecting the appropriate fractions, the fractions were removed by centrifugation. Rimples were collected in a dry state by freeze-drying. For determination of Mr, protein fractions were examined by notrium dodecyl sulfate polyacrylamide plate gel electrophoresis (SpSPAGF). iii solubilize the freeze-dried protein,
0.06M Tris-H with 2M urea and 0.2% SO8
CJ (1186,8) 24 hours in" - 11 bet. 5 microphones each [1 liter (2,5Rg/
The 1J sample of d) was run on a 12.6% gel with a 3% standing gel and electrophoresed on a 251TIA IC, 0.25% Coomaissie Brilliant gel.
- Plue R-250 methanol/l'li acid/water (5
:1:5) 31 molecular weight of gel stained with solution Ha, Mr.
Protein standard material in the range of 94,000-=14.0()0 (Pharmacia) and Mrl 7.20
Peptide standards 1i4 (Ph
arllacia) was used to determine the molecule. 6
By plotting the logarithm of the minute f tail for the migration vtI separation of the embolistic peptide, and comparing the distance of the unknown ripple, the relative molecule ffl (Mp is calculated by η1 /= (S
wank & hunkress). Todan secret map of human BMP-p molecule; L, M r 5
, -C was concentrated in the region of ±0.8 to 5. Example I
BMP-1) likewise contained Mr molecules of 4.1K+:0.3. Bioassay of BMP-p for osteoinductive activity
Determined by implanting 128 lyophilized samples into the hind leg and buttock muscles of w1ss-Webster a-/mouse. ] for l-rl-le, 10 samples of osteonectin (Mr38.000) each.
, Mr24,000. MGf) (Mrl 4.000~
15.000), and Mrl2゜000.8,500,
4,000,3. Pepsin proteolysis of (')00° and 2.50 (')! 1 degree new bone suspension was transplanted into the contralateral hind leg buttock myocardial muscle, as described in Example 1, to avoid correlation with the X-ray h'' true observation, it was deleted! Bone dampness, histological section,
Histomorphometric data were measured by the uptake of 45Ca into iodinated new bone. histomorphological it
1IQ data is analyzed to random point 1
7. Hi1~RMF'-p is CM containing 15% beef tallow serum
Rl-(G I F3CO) is soluble in culture medium and 10
in tissue culture with 10 μg/- of HP L, C fraction,
It was quantified in triplicate by the 5ato and ur+st methods. Table H summarizes the results of bioassays of osteoinductive proteins and peptides containing secondary F products at various stages of purification. Bone matrix non=] Lagen-like protein (Gutl (C
I solution (separated by fractional precipitation) had low levels of osteoinductive activity. (Partial purification by 1Δ chroma 1 by chromatography increased the specific activity by 25× as measured by histomorphometric measurements, and the right calcified new bone had 45 Ca
The image size was increased to 950× by incorporating . Further purification increased bone formation in both parameters. Table ■ Comparison with peptides that have been reduced by limit pejcin proteolysis, the protein's yield is 1! Its intake Cpm/#I7 Transplant protein 1.5M GullCI! Insoluble/water-soluble non] lagen protein. 90~30K O,5302+-H)43
8 to Tri-1 to X-100 soluble protein 0 20
0934K CL-61'3 isolated AsteA nectin, O25±1130 + 24
+ 22 K 1.5M Gut-(Cj! Soluble protein 0 31±
112/IK hydroxylated phosphate non-binding protein +1@0 26shi0817.
BHP+15 on 5 → q1a protein on 14 12.4 2660±
50014KIIQj! a protein 0 °
45±10 polypeptides of 7 and 14 treated with pefcin 28.5 3696±
9805.5±0.8 to G-50 Nakamen polypeptide 13.0 2964±
6084.7KIIPLc Purified Tissue Culture Polypeptide Cartilage N,D
. HA RIV t-'J -y 7 Eat HP I
-CnyoVJ if Ill 01 of the peptides were placed in a micro npH needle (Hicroelec) for lltl measurements on cold gel (5% polyacrylamide and 2% ampholite)
Righetti using trode, Inc.)
and Drysdale (1976), determined by isoelectric A-casing. Focusing was 10 W for 3.5 hours at 2°C. Mr4.7K17)
The pI of the peptide was approximately 7.1±0.1. For amino acid analysis, use 1←modHied8 for amino acid analysis.
acka+an 121). Analysis of cystine and hemicystine was performed after performic acid oxidation. The composition is
This was characteristic of neutral peptides. The amino acid composition of the Mr4.7K peptide is shown in Table ■. Table ■ Mr4.7K isolated by reverse phase 1-1 +) l G
Amino acid analysis of L:l-BMP-p Ser! 1.08 442.3! 1
.. 47 2.78 (3) (corr iy 10%) GILJ 18.79 2426.0 20
.. 23 10.27 (10) Pro 7.
54 732.2 8.12 4.12
(4) Gly 2゜16 123.2
2,33 1.18 (1) Ala 6
.. 24 443.5 6.72 3.41
(3) 1/2 Cys 6.30 3.3
1.35 3.1 (2) (Cyst
eic acid) Val 4.18 414.4 4,5
0 2.28 (2) Met 1.26
16!1.3 1.36 0.69
(1) 11e 4. (104!12.6 4.
31 2.19 (2) 1-eu 4. i
i8 529.5 5.04 2.5B
(2-3) Tyr 5.32 868.1
5,73 2.81 (3) Purified peptides in a gas/liquid phase protein sequencer +'P
Analysis of the amino acid sequence of LC. Table ■ shows l-1P made from human f3MP-p.
Partial amino acid sequence of i-C(7) N-terminal segment 1 is shown. The amino acid sequence of the first 15 residues of the N-terminal segment of J0hsMp-p was sequenced on three separate bone batches. was completed. The sequence of residues 17-27 was determined with less certainty, so 2B-36 was determined with an interesting discrepancy that required special investigation. = 48-Hitoichi Partial amino acid sequence of hBMP N+-12-ILE-PRO-GLN-GLN-ARG
-ARG-TRP-ARG-ALA-1-YSll
12 13 14 15-VAL-GI M-
ASN-ARG-IL-E (1-15, J:Li
16 17 18 19 20 less certainty) -(ALA?)-ARG-ASP-SER-TY
R-LYS-PRO-VAL-Hls-GLU2
6 27 128 29 3O-LELJ-AS
N-IARG-CYS-ALA (from 17-27
31 32 33 34 35 little nai lj [
f Actual K) -ASP -G LY -TYR
-ARG -LE LJCYS- 1 49 - N! U4III Tryptic proteolysis of purified or partially purified BMP yielded BMP-P. B induced pepsin
The trypsin induced F3Ml)-P was purified, bioassayed, and characterized by the same method reported for the Miml of M P -P. Partially purified raw BMPlg was treated with trypsin (T
Bovine pancreas treated with PCK, Sigma. st, Louis) for 15 min, 30 min, 1
time and 4 hour intervals at 37°C. IMTr
5/g total protein at ts pu 7.20
Digested Bg. At the indicated interval, ρ111.0
The hydrolysis was terminated by adding IN-HC1. The solution was centrifuged for 10 minutes at 20,000 rpm to separate the acid-soluble precipitate from the acid-insoluble precipitate. The precipitate was washed three times with cold water. Pour the acid-soluble-F purification solution into Sρectrapor piping (pore size 2,000
MW, 511eCtrllll, CO,,1,os^
geles) and dialyzed against ionized water (three times). The water-incurable precipitate formed inside the sac was centrifuged at 50,000 g for 1 hour at 7'C, then the precipitate was washed three times in deionized cold water. and separated from water-soluble components. The water-soluble supernatant and washed precipitate were separately concentrated, lyophilized, and weighed. The lyophilized product was weighed and redissolved in 0.05 M Phosphate Buffer-8-4 MG U HCl applied through a 200 gel filter, pH 6,8. 5ephacryl S-200: 5ephacryl S-200: regulated by a screw pump and collected in 5 fractions
The solution was applied to (5 crtrx 95 cttr). Two fractions with Mr of 30,000 or more are pooled,
11 proteins that were dialyzed against water and transplanted! ! To J? Lyophilized again for bioassay of induced bone formation. Three fractions with Mr protein below 30°000 were pooled and similarly prepared. Proteins with Mr less than 30.000 are 5eph
Adex G-50 (1lltrafine) was subdivided using molecular fluid VS fractionation. A swatch of the lyophilized polypeptide was added to a 0.0.
The mixture was dissolved in 0.01M sodium phosphate and yarned into a ram (1.5 x 100 cm) equilibrated with the same buffer. Fractions of approximately 20 mft were collected, tied together inside each tip, extensively dialyzed in cold deionized water, and lyophilized.
Pay 1 no for wank and Hunkres, S[)S-
[)8G EE Bubd analysis. Subsequent purification of the IIIC polypeptide by G-bO gel passage was carried out on a hydrophobic column (1lltr
apore, reverse phase Spherogel, Beclva
completed by H l) I C using n). Implantation of partially purified I[f3MP] induces cartilage and bone formation in mice:. This deposit replaced approximately 4% of the volume of the quadriceps compartment. Implantation of trypsin-limited proteolytic products - both acid-insoluble and acid-soluble fractions - induces cartilage and bone tissue that fills the entire oral compartment, even sometimes extending across the midline, resulting in IC0 acid Reaction with insoluble or water-soluble proteins may result in the formation of a single-wire synthetic fiber.
Ginai. J for transplantation of limited tryptic proteolytic products;
The bone deposits induced by this method showed the same structure as the deposits produced by BMP implantation. This bone consisted of a lamellar bone envelope filled with bone marrow and a woven bone core containing cartilage and chondroid bone inclusions. The ITV bone morphogenetic agent is synthesized by conventional chemical synthesis with an amino acid distribution of RM P-P as shown in Table IV.
(or essentially the same equivalents). The chemical synthesis method for peptides is He
This is the rrifield method. Herrifield, R.B., J., Ch.
ew, Soc, 85:2194.1963:
Herrield, R.B. 5science, 150: 178.1965゜This J, a synthetic osteogenic amorphous peptide agent, is a natural [
Contains the osteoinductive and immunoreactive domains of IMP. Example V By methods known to those skilled in the art of developmental engineering, a synthetic pNA rgene for expression for bone morphogenetic agents was encoded as shown in Table rv.
It is composed of the amino acid sequence of -P and the 4-ton sequence. The required NA sequence is determined from the amino acid sequence and the developmental code, and the "gene" is chemically synthesized and inserted into the exchangeable vector. A recombinant vector is introduced into a host cell, such as E. coli (Obiki 1), whereupon the vector is replicated and expressed when the cells are cultured. During growth, the host cell machinery transcribes the mRNA from the synthetic gene and translates it into the bone morphogenetic peptide agent. Technologists perform vector selection, host selection, and location of the synthetic gene within the recombinant vector. Variables such as are used to manipulate the in vivo culture of native 13M P or BMP-P, which is an effective factor in the production of bone morphogenetic peptide agents that exhibit osteoinductive and immunoreactive activities. For one of these methods used by humans skilled in the art of genetic engineering, see the Examples, Haniat et al.
is, T,, Frltsch, E, F, and 5alIbrook. J,, (19B2) Ichikano Noriko 1L8 1abo for residence service
ratory Manual, Cold Sp
ring 1laboratory,
Co1d Spring, Harbor New Y
(see above), the bone morphogenetic agents are the BMs shown in Table IV. F)
A cDNA containing part or all of the two-tone amino acid sequence for P is produced by expressing a cloned CDNA or a cloned segment of vertebrate DNA. Using known recombinant DNA Q techniques, a segment of the vertebrate genome or CDNA was inserted into the vector, and the lfl recombinant vector was then inserted into the host J-'s body. Introduce it inside. Novel radiolabeled nucleic acid block 1 of heavy chain DNA or RNA containing some or all of the amino acid sequences of tBMP-P shown in Table TV.
-1-b is chemically synthesized. These probes (or complementary twists of these special acid-containing molecules) sift through the clusters of preferential sequences <-j L, thereby promoting osteoinduction of B M F). The selected population is osteogenic or anti-BM.
Peptides are cultured and tested for production of peptides that are immunoreactive with P antibodies. A novel radioactive elf-sensitive nucleic acid probe containing 1 ton [for some or all of the amino acid sequence of 3 M P -P] shown in Table IV includes 1 ton for the osteoinductive region of 13 M I) Used for identification and selection of vertebrate DNA RNA (5cl) by NA or segmental hybridization. Those selected are used to construct recombinant vectors for the production of bone morphogenetic agents in a host. Although the urgent technical content contains essential information related to the invention, a number of the publications cited herein may be helpful in understanding the background of the invention and the state of the art. Seem. Accordingly, the cited publications in Libet are hereby incorporated into this document as relevant to the present technical content. It will be understood that this feature listing and technical content of the invention is intended to cover all modifications and improvements of the invention that are within the spirit and scope of the invention. inserting amino acids within certain BMP-p amino acid sequences that do not essentially affect the bone morphogenetic activity of the molecule;
Deletion or substitution is within the skill of the art. The invention is broad enough that it is specifically stated that it includes intentional deletions, additions, or substitutions. Additionally, it would be possible for those skilled in the art to produce such improved proteins recombinantly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はウシの骨形前形成蛋白質のペプシンによる限定
的蛋白質分解を示す模式図であり、第2図はペプシンの
蛋白質分解による骨形前形成活性の減少を示すグラフで
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the limited proteolysis of bovine osteogenic protein by pepsin, and FIG. 2 is a graph showing the decrease in osteogenic activity due to pepsin proteolysis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)天然、合成、あるいは組換えDNAを含め、その
起原が何であろうとそうしたものから得られた該ペプチ
ド、すなわち骨形態発生蛋白(BMP)に類似した骨誘
導活性を発揮するペプチドを包含する骨形態発生剤。 (2)BMPの該末端部分は約4Kbから約7Kbの相
対的分子量(Mr)の範囲を有し、該ペプチド剤は1つ
以上のアミノ酸の添加、置換、削除あるいは挿入を含め
、その起原が何であれ骨形態発生蛋白(BMP)のN−
末端部分のアミノ酸配列を包含する、特許請求の範囲第
1項に記載の骨形態発生ペプチド剤。 (3)次のアミノ酸配列:−ILE−PRO−GLN−
GLN−ARG−ARG−TRP−ARG−ALA−L
YS−VAL−GLN−ASN−ARG−ILEを含有
することにより特徴づけられ、かつBMPの骨誘導活性
に類似のペプチドを与える1つあるいは複数のアミノ酸
の添加、置換、削除あるいは挿入を包含する特許請求の
範囲第1項に記載の骨形態発生ペプチド剤。 (4)次のアミノ酸配列:−ARG−ASP−SER−
TYR−LYS−PRO−VAL−HIS−GLU−L
EV−ASN−を包含する特許請求の範囲第3項に記載
の骨形態発生ペプチド剤。 (5)次のアミノ酸配列:ARG−CYS−ALA−A
SP−GLY−TYR−ARG−LEU−CYS−を包
含する特許請求の範囲第4項に記載の骨形態発生ペプチ
ド剤。 (6)BMPの蛋白質分解から誘導され、約4Kから7
Kの相対的分子量(Mr)の範囲を有する特許請求の範
囲第1項に記載の骨形態発生ペプチド剤。 (7)BMPの該蛋白分解はペプシンによる特許請求の
範囲第6項に記載の骨形態発生ペプチド剤。 (8)BMPの該蛋白分解はトリプシンによる特許請求
の範囲第6項に記載の骨形態発生ペプチド剤。 (9)該蛋白分解BMPがヒトBMPである特許請求の
範囲第6項、第7項あるいは第8項に記載の骨形態発生
ペプチド剤。 (10)該ヒトBMP−pはおよそ4.7K±0.3K
の相対的分子量(Mr)を有する特許請求の範囲第9項
記載の骨形態発生ペプチド。 (11)該蛋白分解BMPは牛のBMPである特許請求
の範囲第6項、第7項あるいは第8項に記載の骨形態発
生ペプチド剤。 (12)該ウシBMP−pはおよそ4.1Kの範囲内に
相対的分子量(Mr)を有する特許請求の範囲第11項
に記載の骨形態発生ペプチド剤。 (13)構成アミノ酸から直接化学合成で誘導され、該
ペプチドは1つ以上のアミノ酸の添加、置換、削除ある
いは挿入を含め、BMP−pのアミノ酸配列を包含する
、特許請求の範囲第1項に記載の骨形態発生ペプチド剤
。 (14)ペプチドの発現コードがBMPあるいはBMP
−pの骨誘導活性に類似するコドン配列、天然、合成、
あるいは半合成を含め起原は何であれ得られた該DNA
配列を包含するDNA配列の発現から誘導された特許請
求の範囲第1項に記載の骨形態発生ペプチド剤。 (15)ペプチドの発現コードが次のアミノ酸配列:−
ILE−PRO−GLN−GLN−ARG−ARG−T
RP−ARG−ALA−LYS−VAL−GLN−AS
N−ARG−ILE−を含有し、BMP−pの免疫反応
活性あるいは骨誘導活性に類似のペプチドを発現する1
つあるいは複数の塩基の置換、添加、削除、あるいは挿
入を包含するコドン配列によつて、該発現DNAが特徴
づけられる特許請求の範囲第14項記載の骨形態発生ペ
プチド剤。 (16)該プローブは1つあるいは複数の塩基の置換、
添加、削除、あるいは挿入を包含し、BMP−pのアミ
ノ酸配列コードあるいはアミノ酸配列は:−ILE−P
RO−GLN−GLN−ARG−ARG−TRP−AR
G−ALA−LYS−VAL−GLN−ASN−ARG
−ILEであるDNAあるいはRNA配列あるいはその
補体を包含する核酸プローブに交雑するDNA配列を選
択することを包含し、その起原が何であれ得られたDN
A配列の群からBMPあるいはBMP−pの免疫反応活
性あるいは骨誘導活性を発揮するペプチドの発現をコー
ドするDNA配列の選択のための工程。 (11)BMP−pの一部ないし全部のアミノ酸配列の
ためのコドン配列ないしその補体を包含し、あるいは1
つないし複数の塩基の置換、添加、削減ないし挿入を包
含する第4表の該プローブの一部ないしは全部のアミノ
酸配列を包含する骨形態発生蛋白(BMP)の免疫反応
活性あるいは骨誘導活性を発揮するペプチドの発現をコ
ードする核酸配列の特異的選択をする核酸プローブ。 (18)骨形態生成ペプチド剤を発現し、特許請求の範
囲第17項に記載のプローブに交雑するDNA配列。 (19)BMP−pのアミノ酸配列のためのコドン配列
を含有するDNAの直接的化学合成を包含し、1つない
し複数の塩基の添加、置換、削除ないし挿入を包含し、
あるいはBMP−pのアミノ酸配列のためのコドンを含
有するRNA鋳型からcDNAの酵素的合成を包含し、
1つないし複数の塩基の添加、置換、削除ないし挿入を
包含するBMPないしBMP−pの免疫活性ないし骨誘
導活性を発揮するペプチドの発現をコードするDNA配
列を生産する工程。 (20)特許請求の範囲第16項に従つて選択されるか
あるいは第15項に従つて製造されたDNA配列をクロ
ーン媒介物に誘導する方法を包含する、骨形態生成剤の
発現可能な組換えDNA分子の生産方法。 (21)特許請求の範囲第16項の工程に従つて選択さ
れるかまたは第19項の工程に従つて生成されたDNA
配列をその中に挿入されたクローン媒介物を包含する組
換えDNA分子。 (22)特許請求の範囲第21項に従つて組換えDNA
分子で形質転換した宿主。 (23)特許請求の範囲第21項に従つて組換え分子で
適当な宿主を形質転換する手段、該宿主を培養する手段
そして該ペプチドを収集する手段を包含するBMPある
いはBMP−pの免疫反応活性ないし骨誘導活性を発揮
する骨形態発生ペプチドの製造方法。 (24)約4Kから約7Kの範囲の相対的分子量を有す
るBMP−pを生成する期間にBMPを蛋白分解するこ
とを包含するBMPの免疫活性ないし骨誘導活性を発揮
する骨形態発生ペプチドを製造する方法。 (25)BMPの該蛋白分解はペプシンによる特許請求
の範囲第24項に記載の方法。 (26)BMPの該蛋白分解はトリプシンによる特許請
求の範囲第24項に記載の方法。 (27)1つないし複数のアミノ酸の添加、置換、削除
ないし挿入を包含し、構成アミノ酸、 BMP−pのアミノ酸配列を含有する該ペプチドから該
ペプチドの直接的化学合成を包含するBMPの免疫反応
活性ないし骨誘導活性を発揮する骨形態発生ペプチドの
製造方法。 (28)特許請求の範囲第1項から第8項、第13項か
ら第15項に記載のいずれか1つのとおりのペプチドで
構成されている群から選択された骨形態発生ペプチド剤
を包含する骨生成誘発のための成分。 (29)特許請求の範囲第28項の記載に従つた成分の
有効量を薬学的に許容される方法で、該脊椎動物に投与
することを包含する、脊椎動物における骨形成を誘発す
る方法。
[Scope of Claims] (1) Said peptide obtained from whatever its origin, including natural, synthetic, or recombinant DNA, i.e., osteoinductive activity similar to bone morphogenetic protein (BMP); A bone morphogenetic agent containing peptides that exhibit (2) the terminal portion of the BMP has a relative molecular weight (Mr) ranging from about 4 Kb to about 7 Kb, and the peptide agent is whatever the N- of bone morphogenetic protein (BMP)
The bone morphogenetic peptide agent according to claim 1, which includes the amino acid sequence of the terminal portion. (3) The following amino acid sequence: -ILE-PRO-GLN-
GLN-ARG-ARG-TRP-ARG-ALA-L
Patents characterized by containing YS-VAL-GLN-ASN-ARG-ILE and encompassing additions, substitutions, deletions or insertions of one or more amino acids resulting in a peptide similar to the osteoinductive activity of BMP The bone morphogenetic peptide agent according to claim 1. (4) The following amino acid sequence: -ARG-ASP-SER-
TYR-LYS-PRO-VAL-HIS-GLU-L
The bone morphogenetic peptide agent according to claim 3, which includes EV-ASN-. (5) The following amino acid sequence: ARG-CYS-ALA-A
The bone morphogenetic peptide agent according to claim 4, which includes SP-GLY-TYR-ARG-LEU-CYS-. (6) Derived from proteolysis of BMP, approximately 4K to 7
The bone morphogenetic peptide agent according to claim 1, which has a relative molecular weight (Mr) of K within a range. (7) The bone morphogenetic peptide agent according to claim 6, wherein the proteolysis of BMP is performed using pepsin. (8) The bone morphogenetic peptide agent according to claim 6, wherein the proteolysis of BMP is performed using trypsin. (9) The bone morphogenetic peptide agent according to claim 6, 7, or 8, wherein the proteolytic BMP is human BMP. (10) The human BMP-p is approximately 4.7K±0.3K
The bone morphogenetic peptide according to claim 9, having a relative molecular weight (Mr) of . (11) The bone morphogenetic peptide agent according to claim 6, 7, or 8, wherein the proteolytic BMP is bovine BMP. (12) The bone morphogenetic peptide agent according to claim 11, wherein the bovine BMP-p has a relative molecular weight (Mr) within the range of approximately 4.1K. (13) Claim 1, wherein the peptide is derived by direct chemical synthesis from the constituent amino acids, and the peptide includes the amino acid sequence of BMP-p, including the addition, substitution, deletion, or insertion of one or more amino acids. The bone morphogenetic peptide agent described. (14) The expression code of the peptide is BMP or BMP
Codon sequences similar to the osteoinductive activity of -p, natural, synthetic,
Or the DNA obtained from any origin including semi-synthesis
The bone morphogenetic peptide agent according to claim 1, which is derived from the expression of a DNA sequence comprising the sequence. (15) The expression code for the peptide is the following amino acid sequence:-
ILE-PRO-GLN-GLN-ARG-ARG-T
RP-ARG-ALA-LYS-VAL-GLN-AS
1 containing N-ARG-ILE- and expressing a peptide similar to the immune response activity or osteoinductive activity of BMP-p
15. The bone morphogenetic peptide agent according to claim 14, wherein the expressed DNA is characterized by a codon sequence that includes one or more base substitutions, additions, deletions, or insertions. (16) The probe has one or more base substitutions,
The amino acid sequence code or amino acid sequence of BMP-p, including additions, deletions, or insertions, is: -ILE-P
RO-GLN-GLN-ARG-ARG-TRP-AR
G-ALA-LYS-VAL-GLN-ASN-ARG
- selecting a DNA sequence that hybridizes to a nucleic acid probe containing a DNA or RNA sequence or its complement that is an ILE, whatever its origin;
A step for selecting a DNA sequence encoding the expression of a peptide exhibiting BMP or BMP-p immunoreactive activity or osteoinductive activity from the group of A sequences. (11) Includes a codon sequence or its complement for part or all of the amino acid sequence of BMP-p, or
Exhibits immunoreactive activity or osteoinductive activity of bone morphogenetic protein (BMP) containing part or all of the amino acid sequences of the probes listed in Table 4, including substitutions, additions, deletions, or insertions of contiguous or multiple bases. A nucleic acid probe that specifically selects for nucleic acid sequences encoding expression of a peptide. (18) A DNA sequence that expresses a bone morphogenic peptide agent and hybridizes to the probe according to claim 17. (19) Includes direct chemical synthesis of DNA containing the codon sequence for the amino acid sequence of BMP-p, including addition, substitution, deletion, or insertion of one or more bases;
or enzymatic synthesis of cDNA from an RNA template containing codons for the amino acid sequence of BMP-p;
A step of producing a DNA sequence encoding the expression of a peptide that exhibits the immunological activity or osteoinductive activity of BMP or BMP-p, which includes the addition, substitution, deletion, or insertion of one or more bases. (20) An expressible set of bone morphogenic agents comprising a method of inducing a DNA sequence selected according to claim 16 or produced according to claim 15 into a cloning vehicle. Method for producing recombinant DNA molecules. (21) DNA selected according to the process of claim 16 or produced according to the process of claim 19
A recombinant DNA molecule that includes a cloning vehicle into which sequences have been inserted. (22) Recombinant DNA according to claim 21
Host transformed with the molecule. (23) Immune reaction of BMP or BMP-p comprising means for transforming a suitable host with a recombinant molecule, means for culturing said host and means for collecting said peptide according to claim 21. A method for producing a bone morphogenetic peptide that exhibits active or osteoinductive activity. (24) Producing a bone morphogenetic peptide that exhibits the immune activity or osteoinductive activity of BMP, including proteolyzing BMP during the production of BMP-p having a relative molecular weight in the range of about 4K to about 7K. how to. (25) The method according to claim 24, wherein the proteolysis of BMP is performed using pepsin. (26) The method according to claim 24, wherein the proteolysis of BMP is performed using trypsin. (27) Immune reaction of BMP, which includes the addition, substitution, deletion, or insertion of one or more amino acids, and includes direct chemical synthesis of the peptide from the peptide containing the constituent amino acids and the amino acid sequence of BMP-p. A method for producing a bone morphogenetic peptide that exhibits active or osteoinductive activity. (28) Includes a bone morphogenetic peptide agent selected from the group consisting of peptides as set forth in any one of claims 1 to 8 and 13 to 15. Ingredients for inducing bone formation. (29) A method of inducing bone formation in a vertebrate, comprising administering to the vertebrate an effective amount of the component according to claim 28 in a pharmaceutically acceptable manner.
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